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Matériaux et énergie : transports électronique et thermique, et leur couplage

Que fait-on ?

- Relaxation des porteurs chauds, transport électronique, couplage électron-phonon, dans les semiconducteurs et nanostructures [1, 2]. Pour en savoir plus (texte en français)

- Transport thermique, couplage phonon-phonon, dans des semiconducteurs, dans le bismuth et les nanostructures [3, 4]. Pour en savoir plus (texte en français). On peut également voir cet article (texte en français) ou regarder cette vidéo (exposé en anglais).

Comment le fait-on ?

- Nos calculs sont basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, nous développons et implémentons des nouvelles méthodes de calcul [5, 6].

C’est utile à…

Trouver des méthodes numériques pour optimiser les propriétés des matériaux thermoélectriques, ainsi que des matériaux pour l’optoélectronique ou le photovoltaïque [7].

Références

[1] H. Tanimura, J. Kanasaki, K.Tanimura, J. Sjakste, N. Vast, M. Calandra, and F. Mauri, Formation of hot-electron ensembles quasiequilibrated in momentum space by ultrafast momentum scattering of highly excited hot electrons photoinjected into the Γ valley of GaAs, Physical Review B (2016)

[2] J. Sjakste, N. Vast, G. Barbarino, M. Calandra, F. Mauri, J. Kanasaki, H. Tanimura, and K.Tanimura,   Energy relaxation mechanism of hot-electron ensembles in GaAs: Theoretical and experimental study of its temperature dependence, Physical Review B (2018)

[3] M. Markov, J. Sjakste, G. Barbarino, G. Fugallo, L. Paulatto, M. Lazzeri, F. Mauri, and N. Vast, Hydrodynamic heat transport regime in bismuth : a theoretical viewpoint, Physical Review Letters (2018)

[4] M. Markov, J. Sjakste, G. Fugallo, L. Paulatto, M. Lazzeri, F. Mauri, and N. Vast,  Nanoscale mechanisms for the reduction of heat transport in bismuth, Physical Review B (2016)

[5] N. Vast, J. Sjakste, G. Kané, and V. Trinité, Electrons, phonons, and their coupling within the density functional theory, chapter 2 in the book “Simulation of transport in nanodevices”, pages 31-96, edited by F. Triozon and P. Dollfus, Willey-ISTE (2016)

[6] J. Sjakste, N. Vast, M. Calandra, and F. Mauri, Wannier interpolation of the electron-phonon matrix elements in polar semiconductors: polar-optical coupling in GaAs, Physical Review B (2015)

[7] Z. Chen, C. Giorgetti, J. Sjakste, R. Cabouat, V. Véniard, Z. Zhang, A. Taleb-Ibrahimi, E. Papalazarou, M. Marsi, A. Shukla, J. Peretti, and L. Perfetti   Ultrafast electron dynamics reveal the high potential of InSe for hot-carrier optoelectronics Physical Review B  (2018)