Typiska excitationsmekanismer:
* Ljus (fotoexcitation): Fotoner med energi som är större än bandgapet för halvledaren kan locka elektroner från valensbandet till ledningsbandet. Detta är det vanligaste sättet att locka elektroner i halvledare.
* Termisk energi: Vid höga temperaturer kan elektroner få tillräckligt med termisk energi för att hoppa över bandgapet. Denna process är mindre effektiv än fotoexcitation, men den kan fortfarande inträffa.
Alternativa mekanismer:
* Elektriskt fält: Att tillämpa ett elektriskt fält över nanopartikeln kan direkt locka elektroner. Detta är en mer nischapplikation som används i enheter som transistorer och dioder.
* kemiska reaktioner: Vissa kemiska reaktioner som involverar nanopartikeln kan resultera i elektronexcitering. Detta är grunden för vissa kemiska sensorer och katalytiska processer.
* kvanttunnel: I vissa fall kan elektroner tunnel genom bandgapet även om de saknar den erforderliga energin. Detta är en kvantmekanisk effekt som kan uppstå i mycket specifika situationer.
Varför det är mindre vanligt utan lätt eller termisk energi:
* Energibarriär: Bandgapet i en halvledare representerar en energibarriär som elektroner måste övervinna för att bli upphetsade. Utan extern energiinmatning har elektroner vanligtvis inte tillräckligt med energi för att korsa denna barriär.
* stabilitet: Elektroner i valensbandet är i allmänhet i ett stabilt tillstånd. Utan en energiinmatning tenderar de att stanna kvar.
Sammanfattningsvis:
Även om elektronexcitering i en halvledar -nanopartikel utan ljus eller termisk energi är möjlig genom alternativa mekanismer, är det mindre vanligt än de typiska fotoexcitation eller termiska excitationsscenarier. De specifika mekanismerna och sannolikheten för excitation beror på nanopartikelens material, storlek och de specifika externa förhållandena.
