Ces dernières années, l’étude des électrons chauds dans les nanostructures métalliques suscite un intérêt croissant. Les électrons chauds sont des électrons qui ont été excités à des énergies bien supérieures au niveau de Fermi et peuvent jouer un rôle important dans divers processus physiques, tels que la plasmonique, la photocatalyse et la thermoélectricité.

L’une des questions clés concernant les électrons chauds est de savoir s’ils peuvent être considérés comme une population de porteurs non thermiques. Dans un équilibre thermique, la distribution des énergies électroniques suit une distribution de Fermi-Dirac et l'énergie moyenne des électrons est donnée par l'énergie de Fermi. Cependant, lorsque des électrons chauds sont générés, leur distribution d’énergie peut s’écarter considérablement de la distribution de Fermi-Dirac et ils peuvent avoir une énergie moyenne bien supérieure à l’énergie de Fermi.

Il existe deux mécanismes principaux pouvant conduire à la génération d’électrons chauds dans les nanostructures métalliques :

* Excitation optique : Lorsqu’une nanostructure métallique est éclairée par la lumière, les photons peuvent être absorbés par les électrons du métal, ce qui peut les exciter à des niveaux d’énergie plus élevés.

* Injection électrique : Des électrons chauds peuvent également être générés en appliquant une tension à une nanostructure métallique. Cela peut amener les électrons à passer d’une électrode à l’autre, ce qui peut leur donner suffisamment d’énergie pour devenir des électrons chauds.

Une fois que les électrons chauds ont été générés, ils peuvent interagir avec le réseau de la nanostructure métallique, ce qui peut conduire à un transfert d'énergie des électrons chauds vers le réseau. Ce processus est connu sous le nom de couplage électron-phonon et peut conduire à un échauffement de la nanostructure métallique.

L’échauffement des nanostructures métalliques par des électrons chauds peut avoir plusieurs conséquences importantes. Par exemple, cela peut entraîner des modifications dans les propriétés optiques de la nanostructure métallique, et cela peut également affecter la conductivité électrique et la conductivité thermique de la nanostructure métallique.

L’étude des électrons chauds dans les nanostructures métalliques est un domaine complexe et ambitieux, mais c’est également un domaine très important, car les électrons chauds peuvent jouer un rôle important dans divers processus physiques. En comprenant le comportement des électrons chauds, nous pouvons concevoir des nanostructures métalliques possédant les propriétés souhaitées pour diverses applications.