Imaging charge separation and carrier recombination in nanowire p-i-n junctions using ultrafast microscopy

Nano Letters

Volumn 14, Issue 6, 2014, Pages 3079-3087

  Gabriel, Michelle M ^a   Grumstrup, Erik M ^a   Kirschbrown, Justin R ^a   Pinion, Christopher W ^a   Christesen, Joseph D ^a   Zigler, David F ^a   Cating, Emma E M ^a   Cahoon, James F ^a   Papanikolas, John M ^a  

^a The University of North Carolina at Chapel Hill   (United States)

Author keywords

charge transport; Femtosecond microscopy; silicon nanowire; ultrafast imaging

Indexed keywords

CHARGE TRANSFER; NANOWIRES; SEMICONDUCTOR JUNCTIONS; SILICON;

CARRIER DISTRIBUTIONS; CARRIER-CARRIER INTERACTION; FEMTOSECONDS; PHOTOGENERATED CHARGE CARRIERS; PUMP-PROBE MICROSCOPIES; RECOMBINATION PROCESS; SILICON NANOWIRES; ULTRAFAST IMAGING;

NANOTECHNOLOGY;

EID: 84902297081     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5012118     Document Type: Article

References (50)

1. Lieber, C. M. MRS Bull. 2011, 36 (12) 1052-1063
2. Yang, P. D.; Yan, R. X.; Fardy, M. Nano Lett. 2010, 10 (5) 1529-1536
3. Garnett, E. C.; Brongersma, M. L.; Cui, Y.; McGehee, M. D. Annu. Rev. Mater. Res. 2011, 41, 269-295
4. Peng, K. Q.; Lee, S. T. Adv. Mater. 2011, 23 (2) 198-215
5. Cui, Y.; Lieber, C. M. Science 2001, 291 (5505) 851-853
6. Cui, Y.; Zhong, Z.; Wang, D.; Wang, W. U.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2003, 3 (2) 149-152
7. Lu, W.; Lieber, C. M. J. Phys. D: Appl. Phys. 2006, 39 (21) R387-R406
8. Goldberger, J.; Hochbaum, A. I.; Fan, R.; Yang, P. Nano Lett. 2006, 6 (5) 973-977
9. Kempa, T. J.; Tian, B. Z.; Kim, D. R.; Hu, J. S.; Zheng, X. L.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2008, 8 (10) 3456-3460
10. Kempa, T. J.; Day, R. W.; Kim, S. K.; Park, H. G.; Lieber, C. M. Energy Environ. Sci. 2013, 6 (3) 719-733
11. Tian, B. Z.; Zheng, X. L.; Kempa, T. J.; Fang, Y.; Yu, N. F.; Yu, G. H.; Huang, J. L.; Lieber, C. M. Nature 2007, 449 (7164) 885-890
12. Kempa, T. J.; Cahoon, J. F.; Kim, S. K.; Day, R. W.; Bell, D. C.; Park, H. G.; Lieber, C. M. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (5) 1407-1412
13. Kim, S.-K.; Day, R. W.; Cahoon, J. F.; Kempa, T. J.; Song, K.-D.; Park, H.-G.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2012, 12 (9) 4971-4976
14. Kelzenberg, M. D.; Turner-Evans, D. B.; Putnam, M. C.; Boettcher, S. W.; Briggs, R. M.; Baek, J. Y.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Energy Environ. Sci. 2011, 4 (3) 866-871
15. Zhang, X.; Pinion, C. W.; Christesen, J. D.; Flynn, C. J.; Celano, T. A.; Cahoon, J. F. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4 (12) 2002-2009
16. Mohite, A. D.; Perea, D. E.; Singh, S.; Dayeh, S. A.; Campbell, I. H.; Picraux, S. T.; Htoon, H. Nano Lett. 2012, 12 (4) 1965-71
17. Wallentin, J.; Anttu, N.; Asoli, D.; Huffman, M.; Aberg, I.; Magnusson, M. H.; Siefer, G.; Fuss-Kailuweit, P.; Dimroth, F.; Witzigmann, B.; Xu, H. Q.; Samuelson, L.; Deppert, K.; Borgstrom, M. T. Science 2013, 339 (6123) 1057-1060
18. Krogstrup, P.; Jorgensen, H. I.; Heiss, M.; Demichel, O.; Holm, J. V.; Aagesen, M.; Nygard, J.; Morral, A. F. I. Nat. Photonics 2013, 7 (4) 306-310
19. Colombo, C.; Heiss, M.; Gratzel, M.; Morral, A. F. I. Appl. Phys. Lett. 2009, 94 (17) 173108
20. Tang, J. Y.; Huo, Z. Y.; Brittman, S.; Gao, H. W.; Yang, P. D. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (9) 568-572
21. Fan, Z. Y.; Razavi, H.; Do, J. W.; Moriwaki, A.; Ergen, O.; Chueh, Y. L.; Leu, P. W.; Ho, J. C.; Takahashi, T.; Reichertz, L. A.; Neale, S.; Yu, K.; Wu, M.; Ager, J. W.; Javey, A. Nat. Mater. 2009, 8 (8) 648-653
22. Mnatsakanov, T. T.; Rostovtsev, I. L.; Philatov, N. I. Solid-State Electron. 1987, 30 (6) 579-585
23. Mnatsakanov, T. T.; Shuman, V. B.; Pomortseva, L. I.; Schröder, D.; Schlögl, A. Solid-State Electron. 2000, 44 (3) 383-392
24. Kerr, M. J.; Cuevas, A. J. Appl. Phys. 2002, 91 (4) 2473
25. Schmidt, V.; Senz, S.; Gösele, U. Appl. Phys. A 2007, 86 (2) 187-191
26. Schmidt, V.; Wittemann, J. V.; Senz, S.; Gösele, U. Adv. Mater. 2009, 21 (25-26) 2681-2702
27. Kar, A.; Upadhya, P. C.; Dayeh, S. A.; Picraux, S. T.; Taylor, A. J.; Prasankumar, R. P. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2011, 17 (4) 889-895
28. Prasankumar, R. P.; Upadhya, P. C.; Taylor, A. J. Phys. Status Solidi B 2009, 246 (9) 1973-1995
29. Song, J. K.; Willer, U.; Szarko, J. M.; Leone, S. R.; Li, S.; Zhao, Y. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (5) 1679-1684
30. Styers-Barnett, D. J.; Ellison, S. P.; Mehl, B. P.; Westlake, B. C.; House, R. L.; Park, C.; Wise, K. E.; Papanikolas, J. M. J. Phys. Chem. C 2008, 112 (12) 4507-4516
31. Ahn, Y.; Dunning, J.; Park, J. Nano Lett. 2005, 5 (7) 1367-1370
32. Howell, S. L.; Padalkar, S.; Yoon, K.; Li, Q.; Koleske, D. D.; Wierer, J. J.; Wang, G. T.; Lauhon, L. J. Nano Lett. 2013, 13 (11) 5123-8
33. Gu, Y.; Romankiewicz, J. P.; David, J. K.; Lensch, J. L.; Lauhon, L. J.; Kwak, E. S.; Odom, T. W. J. Vac. Sci. Technol., B 2006, 24 (4) 2172
34. Allen, J. E.; Hemesath, E. R.; Lauhon, L. J. Nano Lett. 2009, 9 (5) 1903-1908
35. Gutsche, C.; Niepelt, R.; Gnauck, M.; Lysov, A.; Prost, W.; Ronning, C.; Tegude, F. J. Nano Lett. 2012, 12 (3) 1453-1458
36. Mehl, B. P.; Kirschbrown, J. R.; Gabriel, M. M.; House, R. L.; Papanikolas, J. M. J. Phys. Chem. B 2013, 117 (16) 4390-4398
37. Mehl, B. P.; Kirschbrown, J. R.; House, R. L.; Papanikolas, J. M. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2 (14) 1777-1781
38. Gabriel, M. M.; Kirschbrown, J. R.; Christesen, J. D.; Pinion, C. W.; Zigler, D. F.; Grumstrup, E. M.; Mehl, B. P.; Cating, E. E. M.; Cahoon, J. F.; Papanikolas, J. M. Nano Lett. 2013, 13 (3) 1336-1340
39. Grumstrup, E. M.; Gabriel, M. M.; Cating, E. M.; Pinion, C. W.; Christesen, J. D.; Kirschbrown, J. R.; Vallorz, E. L.; Cahoon, J. F.; Papanikolas, J. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118 (16) 8634-8640
40. Berweger, S.; Atkin, J. M.; Olmon, R. L.; Raschke, M. B. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3 (7) 945-952
41. Schumacher, T.; Giessen, H.; Lippitz, M. Nano Lett. 2013, 13 (4) 1706-1710
42. Gao, B.; Hartland, G. V.; Huang, L. B. ACS Nano 2012, 6 (6) 5083-5090
43. Carey, C. R.; Yu, Y.; Kuno, M.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (44) 19077-19081
44. Seo, M. A.; Yoo, J.; Dayeh, S. A.; Picraux, S. T.; Taylor, A. J.; Prasankumar, R. P. Nano Lett. 2012, 12 (12) 6334-8
45. Christesen, J. D.; Zhang, X.; Pinion, C. W.; Celano, T. A.; Flynn, C. J.; Cahoon, J. F. Nano Lett. 2012, 12 (11) 6024-9
46. Shah, A. Thin-Film Silicon Solar Cells; EPFL Press: Lausanne, Switzerland, 2010.
47. Grumstrup, E. M.; Cating, E. M.; Gabriel, M. M.; Pinion, C. W.; Christesen, J. D.; Kirschbrown, J. R.; Vallorz, E. L.; Cahoon, J. F.; Papanikolas, J. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118 (16) 8626-8633
48. Aberle, A. G. Prog. Photovoltaics 2000, 8, 473-487
49. Schenk, A. Solid-State Electron. 1992, 35 (11) 1585-1596
50. Hurkx, G. A. M.; Klaassen, D. B. M.; Knuvers, M. P. G. IEEE Trans. Electron Devices 1992, 39 (2) 331-338