UCリバーサイド、光電生成に関する新たな研究成果を発表(Researchers shed light on photo electricity generation)

2025-07-30 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

UCリバーサイドの研究チームは、光が電気を生む二つの主要現象―光電効果(PV)と光熱電効果(PTE)―を空間的に分離・可視化する3Dイメージング技術を開発した。これにより量子材料内でのPVとPTEの寄与が明確に判別可能となり、両者が共存・干渉する様子を初めて詳細に観察。新技術は太陽電池や光検出器の性能向上に道を拓くと期待されている。研究はルオシュエ・ヤン准教授らにより主導された。

<関連情報>

ファンデルワールス界面におけるナノスケールの光電流メカニズムの解明と光電子工学応用の強化 Deciphering photocurrent mechanisms at the nanoscale in van der Waals interfaces for enhanced optoelectronic applications

Da Xu, Qiushi Liu, Boqun Liang, Ning Yu, […] , and Ming Liu
Science Advances  Published:30 Jul 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adv7614

UCリバーサイド、光電生成に関する新たな研究成果を発表(Researchers shed light on photo electricity generation)

Abstract

Integrated photodetectors are vital for their high speed, sensitivity, and low power consumption, with photocurrent driven by the photovoltaic and photothermoelectric (PTE) effects. At the nanoscale, these mechanisms overlap, complicating their separate evaluation. We introduce a 3D photocurrent nanoimaging technique to map these effects in a MoS2-Au Schottky photodiode, revealing a PTE-dominated region extending hundreds of nanometers from the electrode edge, enabled by weak electrostatic forces in two-dimensional materials. Unexpectedly, adding high–thermal conductivity hexagonal boron nitride enhances the PTE response by laterally redirecting heat, aligning thermal gradients with Seebeck coefficient variations, and boosting local conductance. This technique advances optoelectronic applications and deepens insights into light-matter interactions in low-dimensional systems, offering a powerful tool for designing efficient nanoscale photodetectors.

0402電気応用
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