一种开发微型半导体材料的新方法可能有助于推动依赖于光转化为能量的应用。一个由洛斯阿拉莫斯领导的研究小组将磁性掺杂剂掺入特殊设计的胶体量子点(纳米级半导体晶体)中，并能够获得可能为太阳能电池技术、光电探测器和依赖于光驱动化学反应的应用提供动力的效果。
“在由硒化铅核和硒化镉壳组成的量子点中，锰离子充当微小的磁铁，其磁性自旋与量子点的核和壳强烈相互作用，”洛斯阿拉莫斯纳米技术团队的负责人、该项目的首席研究员维克多克里莫夫说。“在这些相互作用的过程中，能量可以通过翻转其自旋来转移到锰离子中，这一过程通常被称为自旋交换。”
在自旋交换载流子倍增中，单个被吸收的光子产生不是一个而是两个电子空穴对，也称为激子，这是受激锰离子自旋翻转弛豫的结果。
由于极快的自旋交换相互作用速率，与结构相似的未掺杂量子点相比，磁掺杂量子点的载流子倍增率提高了三倍。重要的是，在太阳光谱内的光子能量范围内，这种增强特别大，导致可能的光转换技术应用。
载波倍增的优点
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