Enhancing light emission of ZnO microwire-based diodes by piezo-phototronic effect

Nano Letters

Volumn 11, Issue 9, 2011, Pages 4012-4017

  Yang, Qing ^a,b   Wang, Wenhui ^a   Xu, Sheng ^a   Wang, Zhong Lin ^a  

^a Georgia Institute of Technology   (United States)

^b ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

GaN; LED; nanowire; piezo phototronic effect; piezoelectric effect; ZnO

Indexed keywords

APPLIED VOLTAGES; BAND MODIFICATIONS; BANDGAP MATERIALS; BIASED VOLTAGE; CARRIER INJECTION; COMPRESSIVE STRAIN; CONVENTIONAL APPROACH; EMISSION INTENSITY; ENHANCED PERFORMANCE; EXTRACTION EFFICIENCIES; FREE CARRIERS; GAN; GAN SUBSTRATE; INJECTION CURRENTS; INTERFACE REGIONS; P-N DIODE; PIEZO-ELECTRIC EFFECTS; PIEZO-PHOTOTRONIC EFFECT; PIEZOELECTRIC CHARGE; PIEZOELECTRIC POTENTIAL; RENEWABLE ENERGY TECHNOLOGIES; ULTRAVIOLET EMISSION; VISIBLE RANGE; ZNO; ZNO NANOWIRES;

CONVERSION EFFICIENCY; CRYSTAL SYMMETRY; ENERGY GAP; FILMS; GALLIUM NITRIDE; LIGHT EMISSION; NANOWIRES; OPTOELECTRONIC DEVICES; PIEZOELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DIODES; SEMICONDUCTOR JUNCTIONS; ZINC OXIDE;

LIGHT EMITTING DIODES;

GALLIUM; GALLIUM NITRIDE; NANOWIRE; ZINC OXIDE;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTROCHEMISTRY; LUMINESCENCE; MATERIALS TESTING; MECHANICAL STRESS; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; PRESSURE; STATISTICAL MODEL; ULTRAVIOLET SPECTROPHOTOMETRY;

ELECTROCHEMISTRY; GALLIUM; LUMINESCENCE; MATERIALS TESTING; MODELS, STATISTICAL; NANOTECHNOLOGY; NANOWIRES; PRESSURE; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET; STRESS, MECHANICAL; ZINC OXIDE;

EID: 80052822198     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl202619d     Document Type: Article

References (46)

1. Fujii, T.; Gao, Y.; Sharma, R.; Hu, E. L.; DenBaars, S. P.; Nakamura, S. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 855
2. Oder, T. N.; Kim, K. H.; Lin, J. Y.; Jiang, H. X. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 466
3. Duan, X.; Huang, Y.; Agarwal, R.; Lieber, C. M. Nature 2003, 421, 241
4. Duan, X.; Huang, Y; Cui, Y.; Wang, J.; Lieber, C. M. Nature 2001, 409, 66
5. Bao, J. M.; Zimmler, M. A.; Capasso, F.; Wang, X. W.; Ren, Z. F. Nano Lett. 2006, 6, 1719
6. Park, W. I.; Yi, C. C. Adv. Mater. 2004, 16, 87
7. Zimmler, M. A.; Stichtenoth, D.; Ronning, C.; Yi, W.; Narayanamurti, V.; Voss, T.; Capasso, F. Nano Lett. 2008, 8, 1695
8. Xu, S.; Xu, C.; Liu, Y.; Hu, Y. F.; Yang, R. S.; Yang, Q.; Ryou, J. H.; Kim, H. J.; Lochner, Z.; Choi, S.; Dupuis, R.; Wang, Z. L. Adv. Mater. 2010, 22, 4749
9. Wang, Z. L.; Yang, R.; Zhou, J.; Qin, Y.; Xu, C.; Hu, Y.; Xu, S. Mater. Sci. Eng. R 2010, 70, 320
10. Wang, Z. L. Nano Today 2010, 5, 540
11. Heo, Y. W.; Norton, D. P.; Tien, L. C.; Kwon, Y. S.; Kang, B. S.; Ren, F.; Pearton, S. J.; LaRoche, J. R. Mater. Sci. Eng. R 2004, 47, 1
12. Zimmler, M. A.; Capasso, F.; Muller, S; Ronning, C. Semicond. Sci. Technol. 2010, 25, 024001
13. Soci, C.; Zhang, A.; Xiang, B.; Dayeh, S. A.; Aplin, D. P. R.; Park, J.; Bao, X. Y.; Lo, Y. H.; Wang, D. Nano Lett. 2007, 7, 1003
14. Chen, M. W.; Chen, C. Y.; Lien, D. H.; Ding, Y.; He, J. H. Opt. Express 2010, 18, 14836
15. Law, M.; Greene, L. E.; Johnson, J. C.; Saykally, R.; Yang, P. D. Nat. Mater. 2005, 4, 455
16. Weintraub, B.; Wei, Y. G.; Wang, Z. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 8981
17. Wang, Z. L.; Song, J. H. Science 2006, 312, 242
18. Cha, S. N.; Seo, J. S.; Kim, S. M.; Kim, H. J.; Park, Y. J.; Kim, S. W.; Kim, J. M. Adv. Mater. 2010, 22, 4726
19. Wang, X. D.; Zhou, J.; Song, J. H.; Liu, J.; Xu, N. S.; Wang, Z. L. Nano Lett. 2006, 6, 2768
20. Fei, P.; Yeh, P. H.; Zhou, J.; Xu, S.; Gao, Y. F.; Song, J. H.; Gu, Y. D.; Huang, Y. Y.; Wang, Z. L. Nano Lett. 2009, 9, 3435
21. Zhou, J.; Fei, P.; Gu, Y. D.; Mai, W. J.; Gao, Y. F.; Yang, R.; Bao, G.; Wang, Z. L. Nano Lett. 2008, 8, 3973
22. Yang, Y.; Qi, J. J.; Liao, Q. L.; Li, H. F.; Wang, Y. S.; Tang, L. D.; Zhang, Y. Nanotechnology 2009, 20, 125201
23. Hu, Y. F.; Zhang, Y.; Chang, Y. L.; Snyder, R. L.; Wang, Z. L. ACS Nano 2010, 4, 4220
24. Boxberg, F.; Sondergaard, N.; Xu, H. Q. Nano Lett. 2010, 10, 1108
25. Yang, Q.; Guo, X.; Wang, W. H.; Zhang, Y.; Xu, S.; Lien, D. H.; Wang, Z. L. ACS Nano 2010, 4, 6285
26. Gao, P.; Wang, Z. Z.; Liu, K. H.; Xu, Z.; Wang, W. L.; Bai, X. D.; Wang, E. G. J. Mater. Chem. 2009, 19, 1002
27. Kim, K. K.; Lee, S. D.; Kim, H.; Park, J. C.; Lee, S. N.; Park, Y.; Park, S. J.; Kim, S. W. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 071118
28. Pan, Z. W.; Dai, Z. R.; Wang, Z. L. Science 2001, 291, 1947
29. Saleh, B. E. A.; Teich, M. C. Fundamentals of Photonics; Wiley-Interscience: New York, 1991.
30. Sze, S. M. Physics of Semiconductor Devices; Wiley-Interscience: New York, 1981.
31. Simon, J.; Protasenko, V.; Lian, C. X.; Xing, H. L; Jena, D. Science 2010, 327, 60
32. Liu, H. F.; Hu, G. X.; Gong, H.; Zang, K. Y.; Chua, S. J. J. Vac. Sci. Technol., A 2008, 26, 1462
33. Hwang, D. K.; Kang, S. H.; Lim, J. H.; Yang, E. J.; Oh, J. Y.; Yang, J. H.; Parka, S. J. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 222101
34. Nakayama, T.; Murayama, M. J. Cryst. Growth 2000, 214/215, 299
35. Shi, L. B.; Cheng, S.; Li, R. B.; Kang, L.; Jin, J. W.; Li, M. B.; Xu, C. Y. Mod. Phys. Lett. B 2009, 23, 2339
36. Shan, W.; Walukiewicz, W.; Ager, J. W.; Yu, K. M.; Zhang, Y.; Mao, S. S.; Kling, R.; Kirchner, C.; Waag, A. Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 153117
37. Zhang, Y.; Wen, Y. H.; Zheng, J. C.; Zhu, Z. Z. Phys. Lett. A 2010, 374, 2846
38. Davydov, V. Y.; Averkiev, N. S.; Goncharuk, I. N.; Nelson, D. K.; Nikitina, I. P.; Polkovnikov, A. S.; Smirnov, A. N.; Jacobsen, M. A.; Semchinova, O. K. J. Appl. Phys. 1997, 82, 5097
39. Suzuki, M.; Uenoyama, T. J. Appl. Phys. 1996, 80, 6868
40. Guo, X.; Qiu, M.; Bao, J.; Wiley, B. J.; Yang, Q.; Zhang, X.; Ma, Y.; Yu, H.; Tong, L. Nano Lett. 2009, 9, 4515
41. Born, M.; Wolf, E. Principles of Optics; Pergamon Press: Oxford, 1980.
42. Ebothe, J.; Gruhn, W.; Elhichou, A.; Kityk, I. V.; Dounia, R.; Addou, A. Opt. Laser Technol. 2004, 36, 173
43. Vedam, K.; Davis, T. A. Phys. Rev. 1969, 181, 1196
44. Zhu, G. A.; Yang, R. S.; Wang, S. H.; Wang, Z. L. Nano Lett. 2010, 10, 3151
45. Nadarajah, A.; Word, R. C.; Meiss, J.; Konenkamp, R. Nano Lett. 2008, 8, 534
46. Lim, J. H.; Kang, C. K.; Kim, K. K.; Park, I. K.; Hwang, D. K.; Park, S. J. Adv. Mater. 2006, 18, 2720