Semiconductor nanowires for subwavelength photonics integration

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 109, Issue 32, 2005, Pages 15190-15213

  Sirbuly, Donald J ^a   Law, Matt ^a   Yan, Haoquan ^a   Yang, Peidong ^a  

^a NONE

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOSENSORS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; OPTICAL WAVEGUIDES; RESONANCE; SEMICONDUCTOR DEVICES; SPONTANEOUS EMISSION; SYNTHESIS (CHEMICAL);

PHOTONIC CIRCUITRY; PHOTONIC DEVICES; SEMICONDUCTOR NANOWIRES; ULTRAFAST CARRIER DYNAMICS;

PHOTONS;

EID: 24344438083     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp051813i     Document Type: Article

References (160)

1. Eldada, L. Rev. Sci. Instrum. 2004, 75, 575.
2. Psaltis, D. Science 2002, 298, 1359.
3. Joannopoulos, J. D.; Villeneuve, P. R.; Fan, S. H. Nature 1997, 386, 143.
4. Lopez, C. Adv. Mater. 2003, 15, 1679.
5. John, S. Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 2486.
6. Yablonovitch, E. Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 2059.
7. Noda, S.; Tomoda, K.; Yamamoto, N.; Chutinan, A. Science 2000, 289, 604.
8. Quidant, R.; Weeber, J. C.; Dereux, A.; Peyrade, D.; des Francs, G. C.; Girard, C.; Chen, Y. Phys. Rev. E 2001, 64.
9. Barnes, W. L.; Dereux, A.; Ebbesen, T. W. Nature 2003, 424, 824.
10. Maier, S. A.; Kik, P. G.; Atwater, H. A.; Meltzer, S.; Harel, E.; Koel, B. E.; Requicha, A. A. G. Nat. Mater. 2003, 2, 229.
11. Krenn, J. R.; Weeber, J. C. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2004, 362, 739.
12. Alivisatos, A. P. Science 1996, 271, 933.
13. Brus, L. Appl. Phys. A 1991, 53, 465.
14. Murray, C. B.; Norris, D. J.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8706.
15. Yoffe, A. D. Adv. Phys. 2001, 50, 1.
16. Someya, T.; Werner, R.; Forchel, A.; Catalano, M.; Cingolani, R.; Arakawa, Y. Science 1999, 285, 1905.
17. Gerard, J. M.; Sermage, B.; Gayral, B.; Legrand, B.; Costard, E.; Thierry-Mieg, V. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 1110.
18. Tanaka, K.; Nakamura, T.; Takamatsu, W.; Yamanishi, M.; Lee, Y.; Ishihara, T. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3380.
19. Nag, B. R. Physics of Quantum Well Devices; Kluwer: Dordrecht, The Netherlands, 2000.
20. Wang, Z. L. Adv. Mater. 2000, 12, 1295.
21. Yang, P. MRS Bull. 2005, 30, 85.
22. Hu, J. T.; Odom, T. W.; Lieber, C. M. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 435.
23. Cerrina, F.; Marian, C. MRS Bull. 1996, 21, 56.
24. Gibson, J. M. Phys. Today 1997, 50, 56.
25. Matsui, S.; Ochiai, Y. Nanotechnol. 1996, 7, 247.
26. Hong, S. H.; Zhu, J.; Mirkin, C. A. Science 1999, 256, 523.
27. Dagata, J. A. Science 1995, 270, 1625.
28. Levenson, M. D. Solid State Technol. 1995, 38, 81.
29. Dunn, P. N. Solid State Technol. 1994, 37, 49.
30. Xia, Y. N.; Yang, P. D.; Sun, Y. G.; Wu, Y. Y.; Mayers, B.; Gates, B.; Yin, Y. D.; Kim, F.; Yan, Y. Q. Adv. Mater. 2003, 15, 353.
31. Huang, Y.; Duan, X. F.; Cui, Y.; Lauhon, L. J.; Kim, K. H.; Lieber, C. M. Science 2001, 294, 1313.
32. Cui, Y.; Lieber, C. M. Science 2001, 291, 851.
33. Duan, X. F.; Huang, Y.; Cui, Y.; Wang, J. F.; Lieber, C. M. Nature 2001, 409, 66.
34. Wang, J. F.; Gudiksen, M. S.; Duan, X. F.; Cui, Y.; Lieber, C. M. Science 2001, 293, 1455.
35. Kind, H.; Yan, H. Q.; Messer, B.; Law, M.; Yang, P. D. Adv. Mater. 2002, 14, 158.
36. Law, M.; Kind, H.; Messer, B.; Kim, F.; Yang, P. D. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2002, 41, 2405.
37. Qian, F.; Li, Y.; Gradecak, S.; Wang, D.; Barrelet, C. J.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2004, 4, 1975.
38. Choi, H.-J.; Seong, H.-K.; Chang, J.; Lee, K.-I.; Park, Y.-J.; Kim, J.-J.; Lee, S.-K.; He, R.; Kuykendall, T.; Yang, P. Adv. Mater. 2005, 17, 1351.
39. Gudiksen, M. S.; Lauhon, L. J.; Wang, J.; Smith, D. C.; Lieber, C. M. Nature 2002, 415, 617.
40. Huang, Y.; Duan, X. F.; Lieber, C. M. Small 2005, 1, 142.
41. Huang, M. H.; Mao, S.; Feick, H.; Yan, H. Q.; Wu, Y. Y.; Kind, H.; Weber, E.; Russo, R.; Yang, P. D. Science 2001, 292, 1897.
42. Duan, X. F.; Huang, Y.; Agarwal, R.; Lieber, C. M. Nature 2003, 421, 241.
43. Yang, P. D.; Yan, H. Q.; Mao, S.; Russo, R.; Johnson, J.; Saykally, R.; Morris, N.; Pham, J.; He, R. R.; Choi, H. J. Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 323.
44. Huang, M. H.; Wu, Y. Y.; Feick, H.; Tran, N.; Weber, E.; Yang, P. D. Adv. Mater. 2001, 13, 113.
45. Yan, H. Q.; He, R. R.; Johnson, J.; Law, M.; Saykally, R. J.; Yang, P. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4728.
46. Kuykendall, T.; Pauzauskie, P.; Lee, S. K.; Zhang, Y.; Yang, P. Nano Lett. 2003, 3, 1063.
47. Johnson, J. C.; Choi, H. J.; Knutsen, K. P.; Schaller, R. D.; Yang, P. D.; Saykally, R. J. Nat. Mater. 2002, 1, 106.
48. Pan, Z. W.; Dai, Z. R.; Wang, Z. L. Science 2001, 291, 1947.
49. Johnson, J. C.; Knutsen, K. P.; Yan, H. Q.; Law, M.; Zhang, Y. F.; Yang, P. D.; Saykally, R. J. Nano Lett. 2004, 4, 197.
50. Schaller, R. D.; Johnson, J. C.; Wilson, K. R.; Lee, L. F.; Haber, L. H.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5143.
51. Givargizov, E. I. Highly Anisotropic Crystals; Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1987.
52. Wagner, R. S.; Ellis, W. C. Appl. Phys. Lett. 1964, 4, 89.
53. Chen, C. C.; Yeh, C. C. Adv. Mater. 2000, 12, 738.
54. Chen, C. C.; Yeh, C. C.; Chen, C. H.; Yu, M. Y.; Liu, H. L.; Wu, J. J.; Chen, K. H.; Chen, L. C.; Peng, J. Y.; Chen, Y. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2791.
55. Chen, Y. J.; Li, J. B.; Han, Y. S.; Yang, X. Z.; Dai, J. H. J. Cryst. Growth 2002, 245, 163.
56. Duan, X. F.; Lieber, C. M. Adv. Mater. 2000, 12, 298.
57. Duan, X. F.; Lieber, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 188.
58. He, M. Q.; Zhou, P. Z.; Mohammad, S. N.; Harris, G. L.; Halpern, J. B.; Jacobs, R.; Sarney, W. L.; Salamanca-Riba, L. J. Cryst. Growth 2001, 231, 357.
59. Katsuyama, T.; Hiruma, K.; Ogawa, K.; Haraguchi, K.; Yazawa, M. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 1994, 34, 224.
60. Lopez-Lopez, M.; Guillen-Cervantes, A.; Rivera-Alvarez, Z.; Hernandez-Calderon, I. J. Cryst. Growth 1998, 193, 528.
61. Miyao, M.; Nakagawa, K.; Ichikawa, M.; Hiruma, K.; Nakazato, K. Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 1994, 33, 7214.
62. Morales, A. M.; Lieber, C. M. Science 1998, 279, 208.
63. Pan, Z. W.; Lai, H. L.; Au, F. C. K.; Duan, X. F.; Zhou, W. Y.; Shi, W. S.; Wang, N.; Lee, C. S.; Wong, N. B.; Lee, S. T.; Xie, S. S. Adv. Mater. 2000, 12, 1186.
64. Yang, P.; Wu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3165.
65. Wu, Y.; Law, M.; Messer, B.; Kind, H.; Yang, P. Adv. Mater. 2001, 19, 1487.
66. Wu, Y.; Fan, R.; Yang, P. Nano Lett. 2002, 2, 83.
67. Westwater, J.; Gosain, D. P.; Tomiya, S.; Usui, S.; Ruda, H. J. Vac. Sci. Technol. B 1997, 15, 554.
68. Stach, E.; Pauzauskie, P.; Kuykendall, T.; Goldberger, J.; Yang, P. Nano. Lett. 2003, 3, 867.
69. Wu, X. C.; Song, W. H.; Zhao, B.; Sun, Y. P.; Du, J. J. Chem. Phys. Lett. 2001, 349, 210.
70. Wu, Y. Y.; Yang, P. D. Chem. Mater. 2000, 12, 605.
71. Yazawa, M.; Koguchi, M.; Muto, A.; Hiruma, K. Adv. Mater. 1993, 5, 577.
72. Zhang, J.; Peng, X. S.; Wang, X. F.; Wang, Y. W.; Zhang, L. D. Chem. Phys. Lett. 2001, 345, 372.
73. Zhang, Y. J.; Zhang, Q.; Wang, N. L.; Yan, Y. J.; Zhou, H. H.; Zhu, J. J. Cryst. Growth 2001, 226, 185.
74. Hiruma, K.; Yazawa, M.; Katsuyama, T.; Ogawa, K.; Haraguchi, K.; Koguchi, M.; Kakibayashi, H. J. Appl. Phys. 1995, 5, 577.
75. Shimada, T.; Hiruma, K.; Shirai, M.; Yazawa, M.; Haraguchi, K.; Sato, T.; Matsui, M.; Katsuyama, T. Superlatt. Microstruct. 1998, 24, 453.
76. Law, M.; Goldberger, J.; Yang, P. D. Annu. Rev. Mater. Sci. 2004, 34, 84.
77. Martensson, T.; Carlberg, P.; Borgstrom, M.; Montelius, L.; Seifert, W.; Samuelson, L. Nano Lett. 2004, 4, 699.
78. Han, S.; Jin, W.; Tang, T.; Li, C.; Zhang, D. H.; Liu, X. L.; Han, J.; Zhou, C. W. J. Mater. Res. 2003, 18, 245.
79. Ohlsson, B. J.; Bjork, M. T.; Magnusson, M. H.; Deppert, K.; Samuelson, L.; Wallenberg, L. R. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 3335.
80. Holmes, J. D.; Johnston, K. P.; Doty, R. C.; Korgel, B. A. Science 2000, 257, 1471.
81. Haraguchi, K.; Hiruma, K.; Katsuyama, T.; Tominaga, K.; Shirai, M.; Shimada, T. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 386.
82. Wu, Y. Y.; Yan, H. Q.; Huang, M.; Messer, B.; Song, J. H.; Yang, P. D. Chem.- A Eur. J. 2002, 8, 1261.
83. Kuykendall, T.; Pauzauskie, P. J.; Zhang, Y. F.; Goldberger, J.; Sirbuly, D.; Denlinger, J.; Yang, P. D. Nat. Mater. 2004, 3, 524.
84. Park, W. I.; Yi, G. C.; Kim, M.; Pennycook, S. J. Adv. Mater. 2003, 15, 526.
85. Reynolds, D. C.; Look, D. C.; Jogai, B.; Litton, C. W.; Collins, T. C.; Harsch, W.; Cantwell, G. Phys. Rev. B 1998, 57, 12151.
86. Park, W. I.; An, S. J.; Yi, G. C.; Jang, H. M. J. Mater. Res. 2001, 16, 1358.
87. Jung, S. W.; Park, W. I.; Cheong, H. D.; Yi, G. C.; Jang, H. M.; Hong, S.; Joo, T. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 1924.
88. Park, W. L; Jun, Y. H.; Jung, S. W.; Yi, G. C. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 964.
89. Wang, D.; Liu, Y. C.; Mu, R.; Zhang, J. Y.; Lu, Y. M.; Shen, D. Z.; Fan, X. W. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, 4635.
90. Sun, Y. J.; Brandt, O.; Jahn, U.; Liu, T. Y.; Trampert, A.; Cronenberg, S.; Dhar, S.; Ploog, K. H. J. Appl. Phys. 2002, 92, 5714.
91. Reynolds, D. C.; Look, D. C.; Jogai, B.; Litton, C. W.; Cantwell, G.; Harsch, W. C. Phys. Rev. B 1999, 60, 2340.
92. Thomas, D. G. J. Phys. 1960, 15, 86.
93. Hopfield, J. J. J. Phys. Chem. Solids 1960, 15, 97.
94. Dean, P. J.; Cuthbert, J. D.; Thomas, D. G.; Lynch, R. T. Phys. Rev. Lett. 1967, 18, 122.
95. Varshni, Y. P. Physica 1967, 34, 149.
96. Studenikin, S. A.; Cocivera, M. J. Appl. Phys. 2002, 97, 5060.
97. Egelhaaf, H. J.; Oelkrug, D. J. Cryst. Growth 1996, 161, 190.
98. Vanheusden, K.; Warren, W. L.; Seager, C. H.; Tallant, D. R.; Voigt, J. A.; Gnade, B. E. J. Appl. Phys. 1996, 79, 7983.
99. Snyder, A. W.; Love, J. D. Optical Waveguide Theory; Chapman and Hall: London, 1983.
100. Glinka, Y. D.; Shahbazyan, T. V.; Perakis, I. E.; Tolk, N. H.; Liu, X.; Sasaki, Y.; Furdyna, J. K. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 3717.
101. Mikhailovsky, A. A.; Malko, A. V.; Hollingsworth, J. A.; Bawendi, M. G.; Klimov, V. I. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2380.
102. Johnson, J. C.; Yan, H. Q.; Yang, P. D.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8816.
103. Johnson, J. C.; Yan, H. Q.; Schaller, R. D.; Haber, L. H.; Saykally, R. J.; Yang, P. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11387.
104. Guo, B.; Qiu, Z. R.; Wong, K. S. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 2290.
105. Takeda, J.; Jinnouchi, H.; Kurita, S.; Chen, Y. F.; Yao, T. Phys. Status Solidi B 2002, 229, 877.
106. Zhang, W. L.; Chai, L.; Xing, Q. R.; Wang, Q. Y.; Wong, K. S.; Yu, P.; Wang, H.; Tang, Z. K.; Wong, G. K. L. Chin. Phys. Lett. 1999, 16, 728.
107. Yamamoto, A.; Kido, T.; Goto, Y. F.; Chen, Y.; Yao, T.; Kasuya, A. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 469.
108. Fujino, T.; Tahara, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5120.
109. Yoshikawa, H.; Sasaki, K.; Masuhara, H. Chem. Phys. Lett. 1998, 293, 185.
110. Guo, B.; Ye, Z. Z.; Wong, K. S. J. Cryst. Growth 2003, 253, 252.
111. Yamamoto, A.; Kido, T.; Goto, T.; Chen, Y. F.; Yao, T. F.; Kasuya, A. J. Cryst. Growth 2000, 214, 308.
112. Johnson, J. C.; Yan, H.; Schaller, R. D.; Peterson, P. B.; Yang, P.; Saykally, R. J. Nano Lett. 2002, 2, 279.
113. Schaller, R. D.; Johnson, J. C.; Saykally, R. J. ChemPhysChem 2003, 4, 1243.
114. Maslov, A. V.; Ning, C. Z. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 1237.
115. Maslov, A. V.; Ning, C. Z. Opt. Lett. 2004, 29, 572.
116. Maslov, A. V.; Ning, C. Z. IEEE J. Quantum Electron. 2004, 40, 1389.
117. Bagnall, D. M.; Chen, Y. F.; Zhu, Z.; Yao, T.; Koyama, S.; Shen, M. Y.; Goto, T. Appl. Phys. Lett. 1997, 70, 2230.
118. Cao, H.; Zhao, Y. G.; Ong, H. C.; Ho, S. T.; Dai, J. Y.; Wu, J. Y.; Chang, R. P. H. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 3656.
119. Sun, Y.; Ketterson, J. B.; Wong, G. K. L. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2322.
120. Bagnall, D. M.; Chen, Y. F.; Shen, M. Y.; Zhu, Z.; Goto, T.; Yao, T. J. Cryst. Growth 1998, 185, 605.
121. Klingshirn, C. Optical Properties of Semiconductors; Springer: New York, 1995.
122. Bidnyk, S.; Schmidt, T. J.; Little, B. D.; Song, J. J. Appl. Phys. Lett. 1999, 74, 1.
123. Svelto, O. Principles of Lasers; Plenum: New York, 1998.
124. Chang, S. S.; Rex, N. B.; Chang, R. K.; Chong, G.; Guido, L. J. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 166.
125. Sun, X. W.; Kwok, H. S. J. Appl. Phys. 1999, 86, 408.
126. Domen, K.; Kondo, K.; Kuramata, A.; Tanahashi, T. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 94.
127. Chen, Y. F.; Tuan, N. T.; Segawa, Y.; Ko, H.; Hong, S.; Yao, T. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1469.
128. Tang, Z. K.; Wong, G. K. L.; Yu, P.; Kawasaki, M.; Ohtomo, A.; Koinuma, H.; Segawa, Y. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 3270.
129. Maslov, A. V.; Ning, C. Z. Proc. SPIE 2004, 5349, 24.
130. Lieber, C. M. Solid State Commun. 1998, 107, 607.
131. Yan, H. Q.; He, R. R.; Pham, J.; Yang, P. D. Adv. Mater. 2003, 15, 402.
132. Yan, H. Q.; Johnson, J.; Law, M.; He, R. R.; Knutsen, K.; McKinney, J. R.; Pham, J.; Saykally, R.; Yang, P. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1907.
133. Choi, H.; Johnson, J.; He, R.; Lee, S.; Kim, F.; Pauzauskie, P.; Goldberger, J.; Saykally, R.; Yang, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8721.
134. Tans, S. J.; Verschueren, A. R. M.; Dekker, C. Nature 1998, 393, 49.
135. Martel, R.; Schmidt, T.; Shea, H. R.; Hertel, T.; Avouris, Ph. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 2447.
136. Dekker, C. Phys. Today 1999, 52, 22.
137. Tseng, G. Y.; Ellenbogen, J. C. Science 2001, 294, 1293.
138. Cobden, D. H. Nature 2001, 409, 32.
139. Service, R. F. Science 2001, 293, 782.
140. Rose, A. Concepts in Photoconductivity and Allied Problems; Krieger: New York, 1978.
141. Takahashi, Y.; Kanamori, M.; Kondoh, A.; Minoura, H.; Ohya, Y. Jpn. J. Appl. Phys. 1994, 33, 6611.
142. Liu, Y.; Gorla, C. R.; Liang, S.; Emanetoglu, N.; Lu, Y.; Shen, H.; Wraback, M. J. Electron. Mater. 2000, 29, 69.
143. Goldberger, J.; Sirbuly, D. J.; Law, M.; Yang, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 9.
144. Almeida, V. R.; Xu, Q. F.; Barrios, C. A.; Lipson, M. Opt. Lett. 2004, 29, 1209.
145. Law, M.; Sirbuly, D. J.; Johnson, J. C.; Goldberger, J.; Saykally, R. J.; Yang, P. D. Science 2004, 305, 1269.
146. Reddick, R. C.; Warmack, R. J.; Chilcott, D. W.; Sharp, S. L.; Ferrell, T. L. Rev. Sci. Instrum. 1990, 61, 3669.
147. López, C. Small 2005, 1, 378.
148. Sirbuly, D. J.; Law, M.; Pauzauskie, P.; Yan, H.; Maslov, A. V.; Knutsen, K.; Ning, C. Z.; Saykally, R. J.; Yang, P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 1800.
149. Tominaga, J.; Mihalcea, C.; Buchel, D.; Fukuda, H.; Nakano, T.; Atoda, N.; Fuji, H.; Kikukawa, T. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 2417.
150. Christodoulides, D. N.; Lederer, F.; Silberberg, Y. Nature 2003, 424, 817.
151. O'Brien, J. L.; Pryde, G. J.; White, A. G.; Ralph, T. C.; Branning, D. Nature 2003, 426, 264.
152. Paniccia, N.; Morse, M.; Salib, M. Integrated photonics. In Silicon Photonics, 2004; Vol. 94; p 51.
153. Ibrahim, T. A.; Cao, W.; Kim, Y.; Li, J.; Goldhar, J.; Ho, P. T.; Lee, C. H. IEEE Photonics Technol. Lett. 2003, 15, 36.
154. Tong, L. M.; Gattass, R. R.; Ashcom, J. B.; He, S. L.; Lou, J. Y.; Shen, M. Y.; Maxwell, I.; Mazur, E. Nature 2003, 426, 816.
155. Wakita, K. Semiconductor Optical Modulators; Kluwer Academic Publishers: Boston, 1998.
156. Kogelnik, H.; Ramaswam, V. Appl. Opt. 1974, 13, 1857.
157. Klunder, D. J. W.; Tan, F. S.; van der Veen, T.; Bulthuis, H. F.; Sengo, G.; Docter, B.; Hokstra, H.; Driessen, A. J. Lightwave Technol. 2003, 21, 1099.
158. Stephens, D. J.; Allan, V. J. Science 2003, 300, 82.
159. Sund, S. E.; Axelrod, D. Biophys. J. 2000, 79, 1655.
160. Petersen, N. J.; Mogensen, K. B.; Kutter, J. P. Electrophoresis 2002, 23, 3528.