Composition and bandgap-graded semiconductor alloy nanowires

Advanced Materials

Volumn 24, Issue 1, 2012, Pages 13-33

  Zhuang, Xiujuan ^a   Ning, C Z ^b   Pan, Anlian ^a  

^a HUNAN UNIVERSITY   (China)

^b Arizona State University   (United States)

Author keywords

graded bandgap; nanowire; semiconductor alloy

Indexed keywords

BAND GAPS; BROAD BANDS; COMPOSITION-GRADED; FULL-SPECTRUM; FUTURE PERSPECTIVES; GRADED COMPOSITION; GROWTH METHOD; HIGH-EFFICIENCY SOLAR CELLS; MATERIAL SYSTEMS; MULTI TERMINALS; MULTI-SPECTRAL; NANOLASERS; RECENT PROGRESS; RESEARCH AREAS; SELECTED EXAMPLES; SEMI-CONDUCTOR ALLOYS; SEMICONDUCTOR NANOWIRE; SINGLE NANOWIRES; WHITE-LIGHT LEDS;

ALLOYS; CERIUM ALLOYS; ENERGY GAP; LASER TUNING; LASERS; LIGHT EMISSION; LIGHT EMITTING DIODES; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NANOWIRES; OPTOELECTRONIC DEVICES; PHOTODETECTORS; SEMICONDUCTOR LASERS;

SEMICONDUCTOR DIODES;

ALLOY; NANOWIRE;

CHEMISTRY; LASER; LIGHT; REVIEW; SEMICONDUCTOR; SOLAR ENERGY;

ALLOYS; LASERS; LIGHT; NANOWIRES; SEMICONDUCTORS; SOLAR ENERGY;

EID: 84855256830     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201103191     Document Type: Review

References (112)

1. A. Hochbaum, P. Yang, Chem. Rev. 2010, 110, 527
2. R. Yan, D. Gargas, P. Yang, Nat. Photonics 2009, 3, 569
3. A. Tao, S. Habas, P. Yang, Small 2008, 4, 310
4. Y. Wu, R. Fan, P. Yang, Int. J. Nano. 2002, 1, 1.
5. G. Yu, C. M. Lieber, Pure Appl. Chem. 2010, 82, 2295
6. W. Lu, P. Xie, C. M. Lieber, IEEE Trans. Electron Dev. 2008, 55, 2859
7. W. Lu, C. M. Lieber, J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39, R387
8. Y. Huang, C. M. Lieber, Pure Appl. Chem. 2004, 76, 2051
9. L. J. Lauhon, M. S. Gudiksen, C. M. Lieber, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 2004, 362, 1247.
10. B. A. Wacaser, K. A. Dick, J. Johansson, M. T. Borgström, K. Deppert, L. Samuelson, Adv. Mater. 2009, 21, 153.
11. A. P. Pan, W. C. Zhou, E. S. P. Leong, R. B. Liu, A. H. Chin, B. S. Zhou, C. Z. Ning, Nano. Lett. 2009, 9, 784.
12. W. Guo, M. Zhang, A. Banerjee, P. Bhattacharya, Nano. Lett. 2010, 10, 3355.
13. C. Z. Ning, A. L. Pan, R. B. Liu, in Proc. 34th IEEE Photovoltaic Spec. Conf. 2009, 1492.
14. D. A. Caselli, C. Z. Ning, Opt. Express 2011, 19, A686.
15. C. J. Kim, H. S. Lee, Y. J. Yang, R. R. Lee, J. K. Lee, M. H. Jo, Adv. Mater. 2011, 23, 1025.
16. A. L. Pan, H. Yang, R. Liu, R. Yu, B. Zou, Z. L. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15692.
17. A. L. Pan, H. Yang, R. C. Yu, B. S. Zou, Nanotechnology 2006, 17, 1083.
18. J. A. Zapien, Y. K. Liu, Y. Y. Shan, H. Tang, C. S. Lee, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 213114.
19. D. Sirbuly, M. Law, P. Pauzauskie, H. Yan, A. Maslov, K. Knutzen, C. Z. Ning, R. Saykally, P. Yang, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2005, 102, 7800.
20. A. V. Maslov, C. Z. Ning, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 1237.
21. A. V. Maslov, C. Z. Ning, IEEE J. Quant. Electron. 2004, 40, 10, 1389.
22. A. V. Maslov, C. Z. Ning, Opt. Lett. 2004, 29, 572.
23. J. C. Johnson, H. Q. Yan, R. D. Schaller, L. H. Haber, R. J. Saykally, P. D. Yang, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11387.
24. X. Duan, Y. Huang, R. Agarwal, C. M. Lieber, Nature 2003, 421, 241.
25. A. H. Chin, S. Vaddiraju, A. V. Maslov, C. Z. Ning, M. K. Sunkara, M. Meyyappan, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 163115.
26. R. Yan, D. Gargas, P. Yang, Nat. Photonics 2009, 3, 569.
27. C. Z. Ning, Phys. Stat. Sol. 2010, B247, 4, 774.
28. M. H. Huang, S. Mao, H. Feick, H. Yan, Y. Wu, H. Kind, E. Weber, R. Russo, P. D. Yang, Science 2001, 292, 1897.
29. R. Agarwal, C. Barrelet, C. M. Lieber, Nano Lett. 2005, 5, 917.
30. J. A. Zapien, Y. Jiang, X. Meng, W. Chen, F. Au, Y. Lifshitz, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1189.
31. A. V. Maslov, C. Z. Ning, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 1237.
32. A. V. Maslov, C. Z. Ning, IEEE J. Quantum Electron. 2004, 40, 1389.
33. R. S. Wagner, W. C. Ellis, Appl. Phys. Lett. 1964, 4, 89.
34. Y. Wu, P. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3165.
35. T. Kuykendall, P. Ulrich, S. Aloni, P. D. Yang, Nat. Mater. 2007, 6, 951.
36. Y. Liu, J. A. Zapien, Y. Y. Shan, C. Y. Geng, C. S. Lee, S. T. Lee, Adv. Mater. 2005, 17, 1372.
37. C. X. Shan, Z. Liu, C. M. Ng, S. K. Hark, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 033108.
38. G. Y. Lu, Y. Z. Zhang, Z. Z. Ye, Y. J. Zeng, J. Y. Huang, L. Wang, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 193108.
39. K. Tateno, H. Gotoh, Y. Watanabe, Jpn. J. Appl. Phys. 2006, 45, 3568.
40. P. K. Mohseni, C. Maunders, G. A. Botton, R. R. LaPierre, Nanotechnology 2007, 18, 1.
41. C. P. T. Svensson, W. Seifert, M. W. Larsson, L. R. Wallen-berg, J. Stangl, G. Bauer, L. Samuelson, Nanotechnology 2005, 16, 936.
42. M. Paladugu, J. Zou, Y. N. Guo, X. Zhang, Y. Kim, H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 1.
43. P. Krogstrup, J. Yamasaki, C. B. Sørensen, E. Johnson, J. B. Wagner, R. Pennington, M. Aagesen, N. Tanaka, J. Nygrd, Nano. Lett. 2009, 9, 3689.
44. M. Moewe, L. C. Chuang, S. Crankshaw, K. W. Ng, C. Chang-Hasnain, Opt. Express 2009, 17, 7831.
45. F. Qian, Y. Li, S. Gradecak, D. Wang, C. J. Barrelet, C. M. Lieber, Nano Lett. 2004, 4, 1975.
46. F. Qian, Y. Li, S. Gradecak, H. G. Park, Y. Dong, Y. Ding, Z. L. Wang, C. M. Lieber, Nat. Mater. 2008, 7, 701.
47. A. L. Pan, R. Liu, M. H. Sun, C. Z. Ning, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9502.
48. Y. K. Liu, J. A. Zapien, Y. Y. Shan, H. Tang, C. S. Lee, S. T. Lee, Nanotechnology 2007, 18, 365606.
49. T. Mahalingam, C. Sanjeeviraja, Phys. Status Solidi A 1992, 129, K89.
50. J. M. Dona, J. Herrero, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 4091.
51. A. M. Salem, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2002, 74, 205.
52. K. Seo, S. Lee, H. Yoon, J. In, K. S. K. Varadwaj, Y. Jo, M. Jung, J. Kim, B. Kim, ACS Nano. 2009, 3, 1145.
53. K. Seo, K. S. K. Varadwaj, P. Mohanty, S. Lee, Y. Jo, M. H. Jung, J. Kim, B. Kim, Nano Lett. 2007, 7, 1240.
54. K. S. K. Varadwaj, K. Seo, S. Lee, Y. Jo, M. H. Jung, J. Kim, B. Kim, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8594.
55. C. J. Kim, K. Kang, Y. S. Woo, K. G. Ryu, H. Moon, J. M. Kim, D.-S. Zang, M. H. Jo, Adv. Mater. 2007, 19, 3637.
56. T. Kuykendall, P. Ulrich, S. Aloni, P. Yang, Nat. Mater. 2007, 6, 951.
57. D. Doppalapudi, S. N. Basu, K. F. Ludwig Jr., T. D. Moustakas, J. Appl. Phys. 1998, 84, 1389.
58. A. P. Pan, R. B. Liu, M. H. Sun, C. Z. Ning, ACS Nano 2010, 4, 671.
59. Y. P. Feng, K. L. Teo, F. Lim, H. C. Poon, C. K. Ong, J. B. Xia, J. Appl. Phys. 1993, 74, 3948.
60. R. P. Vijayalakshmi, R. Venugopal, D. R. Reddy, B. K. Reddy, Semicond. Sci. Technol. 1994, 9, 1062.
61. M. Marques, Phys. Rev. B 2006, 73, 232205.
62. K. Kim, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2609.
63. R. E. Nahory, M. A. Pollack, W. D. Johnston, R. L. Barns, Appl. Phys. Lett. 1978, 33, 659.
64. A. Dong, F. Wang, T. L. Daulton, W. E. Buhro, Nano. Lett. 2007, 7, 1308.
65. F. Wang, A. Dong, J. Sun, R. Tang, H. Yu, W. E. Buhro, Inorg. Chem. 2006, 45, 7511
66. T. J. Trentler, K. M. Hickman, S. C. Goel, A. M. Viano, P. C. Gibbons, W. E. Buhro, Science 1995, 270, 1791
67. H. Yu, J. Li, R. A. Loomis, L. Wang, W. E. Buhro, Nat. Mater. 2003, 2, 517
68. H. Yu, W. E. Buhor, Adv. Mater. 2003, 15, 416
69. H. Yu, J. Li, R. A. Loomis, P. C. Gibbons, L. Wang, W. E. Buhor, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16168
70. J. W. Grebinski, L. K. Hull, J. Zhang, T. H. Kosel, M. Kuno, Chem. Mater. 2004, 16, 5260.
71. A. Pan, X. Wang, P. He, Q. Zhang, Q. Wan, M. Zacharias, X. Zhu, B. Zou, Nano Lett. 2007, 7, 2970.
72. F. Qian, Y. Li, S. Gradecak, H. Park, Y. Dong, Y. Ding, Z. L. Wang, C. M. Lieber, Nat. Mater. 2008, 7, 701.
73. A. I. Persson, M. T. Bjork, S. Jeppesen, J. B. Wagner, L. R. Wallenberg, L. Samuelson, Nano Lett. 2006, 6, 403.
74. M. Lorenz, E. M. Kaidashev, A. Rahm, T. Nobis, J. Lenzner, G. Wagner, D. Spemann, H. Hochmuth, M. Grundmann, Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 143113.
75. M. Wang, G. T. Fei, Y. G. Zhang, M. G. Kong, L. D. Zhang, Adv. Mater. 2007, 9, 4491.
76. H. C. Hsu, C. Y. Wu, H. M. Cheng, W. F. Hsieh, Appl. Phys. Lett. 2007, 89, 013101.
77. S. J. Kwon, Y. J. Choi, J. H. Park, I. S. Hwang, J. G. Park, Phys. Rev. B 2005, 72, 205312.
78. C. X. Shan, Z. Liu, C. M. Ng, S. K. Hark, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 033108.
79. R. Venugopal, P. Lin, Y. T. Chen, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11691.
80. L. Ouyang, K. N. Maher, C. L. Yu, J. McCarty, H. Park, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 133
81. J. A. Goebl, R. W. Black, J. Puthussery, J. Giblin, T. H. Kosel, M. Kuno, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14822
82. R. Agarwal, Small 2008, 4, 1872
83. B. Tian, T. J. Kempa, C. M. Lieber, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 16.
84. F. X. Gu, Z. Y. Yang, H. K. Yu, P. Wang, L. M. Tong, A. L. Pan, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2037.
85. J. E. Yang, W. H. Park, C. J. Kim, Z. H. Kim, M. H. Jo, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 263111.
86. J. E. Yang, C. B. Jin, C. J. Kim, M. H. Jo, Nano. Lett. 2006, 6, 122679.
87. C. J. Kim, J. E. Yang, H. S. Lee, H. M. Jang, M. H. Jo, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 033104.
88. C. B. Jin, J. E. Yang, M. H. Jo, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 193105.
89. S. Takeoka, K. Toshikiyo, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto, Phys. Rev. B 2000, 61, 15988.
90. Z. Sui, H. H. Burke, I. P. Herman, Phys. Rev. B 1993, 48, 2162.
91. P. J. Pauzauskie, D. Talaga, K. Seo, P. Yang, F. Lagugne-Labarthet, J. Am. Chem. Soc. 2005, 147, 17146.
92. H. Takagi, H. Ogawa, Y. Yamazaki, A. Ishizaki, T. Nakagiri, Appl. Phys. Lett. 1990, 56, 2379
93. S. Schuppler, S. L. Friedman, M. A. Marcus, D. L. Adler, Y. H. Xie, F. M. Ross, T. D. Harris, W. L. Brown, Y. J. Chabal, L. E. Brus, P. H. Citrin, Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 2648
94. T. van Buuren, L. N. Dinh, L. L. Chase, W. J. Siekhaus, L. J. Terminello, Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 3803.
95. P. D. Kanungo, A. Wolfsteller, N. D. Zakharov, P. Werner, U. Gosele, Microeletronics J. 2009, 40, 452.
96. N. D. Zakharov, P. Werner, G. Gerth, L. Schubert, L. Sokolov, U. Gosele, J. Crystal Growth 2006, 290, 6.
97. L. Schubert, P. Werner, N. D. Zakharov, G. Gerth, F. Kolb, L. Long, U. Gösele, T. Y. Tan, Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 4968.
98. J. Bauer, F. Fleischer, O. Breitenstein, L. Schubert, P. Werner, U. Gosele, M. Zacharias, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 012105.
99. L. Libioulle, Y. Houbion, J. M. Gilles, Rev. Sci. Instrum. 1995, 66, 97.
100. S. M. Sze, Phyiscs of Semiconductor Devices, 2nd Ed. Wiley, New York 1981.
101. L. H. Dubois, R. G. Nuzzo, J. Vac. Sci. Technol., A 1984, 2, 441.
102. Y. P. He, J. G. Fan, Y. P. Zhao, Crystal Growth Design 2010, 10, 4954.
103. Y. P. He, Z. Y. Zhang, C. Hoffmann, Y. P. Zhao, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1676.
104. Y. P. He, Y. P. Zhao, S. J. Wu, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 063107.
105. Y. P. He, J. G. Fan, Y. P. Zhao, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 4162.
106. I. Abdulhalim, A. Karabchevsky, C. Patzig, B. Rauschenbach, B. Fuhrmann, E. Eltzov, R. Marks, J. Xu, F. Zhang, A. Lakhtakia, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 063106.
107. A. C. van Popta, J. Cheng, J. C. Sit, M. J. Brett, J. Appl. Phys. 2007, 102, 013517.
108. T. Karabacak, J. P. Singh, Y. P. Zhao, G. C. Wang, T. M. Lu, Phys. Rev. B 2003, 68, 125408.
109. A. Tredicucci, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, A. Y. Cho, Nature 1998, 396, 350.
110. W. H. Bloss, M. Griesinger, E. R. Reinhardt, Appl. Opt. 1982, 21, 3739.
111. J. E. Ludman, Appl. Opt. 1982, 21, 3057.
112. C. J. Kim, H. S. Lee, Y. J. Cho, K. Kang, M. H. Jo, Nano Lett. 2010, 10, 2043.