Engineering charge injection and charge transport for high performance PbSe nanocrystal thin film devices and circuits

Nano Letters

Volumn 14, Issue 11, 2014, Pages 6210-6216

  Oh, Soong Ju ^a   Wang, Zhuqing ^a   Berry, Nathaniel E ^a   Choi, Ji Hyuk ^a,c   Zhao, Tianshuo ^a   Gaulding, E Ashley ^a   Paik, Taejong ^b   Lai, Yuming ^a   Murray, Christopher B ^a,b   Kagan, Cherie R ^a,b  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^c Department of Chemistry University of Pennsylvania ^*  (United States)

Author keywords

bandlike transport; charge injection; charge transport; circuit; field effect transistor; PbSe

Indexed keywords

CHARGE INJECTION; CHARGE TRANSFER; FIELD EFFECT TRANSISTORS; INTERFACES (MATERIALS); METAL INSULATOR TRANSITION; METALLURGY; NANOCRYSTALS; NETWORKS (CIRCUITS); SEMICONDUCTOR DOPING; THIN FILM CIRCUITS; THIN FILM DEVICES; THIN FILMS;

BAND-LIKE TRANSPORTS; CONTACT METALLURGY; FERMI LEVEL PINNING; HIGH CONDUCTIVITY; INSULATOR-TO-METAL TRANSITIONS; PBSE; SINGLE NANOCRYSTALS; SURFACE PASSIVATION;

SEMICONDUCTING LEAD COMPOUNDS;

EID: 84910108789     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl502491d     Document Type: Article

References (52)

1. Talapin, D.; Murray, C. B. Science 2005, 310, 86-89
2. Ip, A. H.; Thon, S. M.; Hoogland, S.; Voznyy, O.; Zhitomirsky, D.; Debnath, R.; Levina, L.; Rollny, L. R.; Carey, G. H.; Fischer, A.; Kemp, W. K.; Kramer, I. J.; Ning, Z.; Labelle, A. J.; Chou, K. W.; Amassian, A.; Sargent, E. H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 577-582
3. Tang, J.; Kemp, K. W.; Hoogland, S.; Jeong, K. S.; Liu, H.; Levina, L.; Furukawa, M.; Wang, X.; Debnath, R.; Cha, D.; Chou, K. W.; Fischer, A.; Amassian, A.; Asbury, J. B.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2011, 10, 765-771
4. Wang, R. Y.; Feser, J. P.; Lee, J.-S.; Talapin, D. V.; Segalman, R.; Majumdar, A. Nano Lett. 2008, 8, 2283-2288
5. Kang, M. S.; Sahu, A.; Norris, D. J.; Frisbie, C. D. Nano Lett. 2011, 11, 3887-3892
6. Liu, Y.; Gibbs, M.; Puthussery, J.; Gaik, S.; Ihly, R.; Hillhouse, H. W.; Law, M. Nano Lett. 2010, 10, 1960-1969
7. Mentzel, T.; Porter, V.; Geyer, S.; MacLean, K.; Bawendi, M.; Kastner, M. Phys. Rev. B 2008, 77, 075316
8. Oh, S. J.; Berry, N. E.; Choi, J.-H.; Gaulding, E. A.; Paik, T.; Hong, S.-H.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. ACS Nano 2013, 7, 2413-2421
9. Liu, Y.; Tolentino, J.; Gibbs, M.; Ihly, R.; Perkins, C. L.; Liu, Y.; Crawford, N.; Hemminger, J. C.; Law, M. Nano Lett. 2013, 13, 1578-1587
10. Ocier, C. R.; Whitham, K.; Hanrath, T.; Robinson, R. D. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 3377-3385
11. Otto, T.; Miller, C.; Tolentino, J.; Liu, Y.; Law, M.; Yu, D. Nano Lett. 2013, 13, 3463-3469
12. Luther, J. M.; Law, M.; Beard, M. C.; Song, Q.; Reese, M. O.; Ellingson, R. J.; Nozik, A. J. Nano Lett. 2008, 8, 3488-3492
13. Mora-Sero, I.; Bertoluzzi, L.; Gonzalez-Pedro, V.; Gimenez, S.; Fabregat-Santiago, F.; Kemp, K. W.; Sargent, E. H.; Bisquert, J. Nat. Commun. 2013, 4, 2272
14. Oh, S. J.; Berry, N. E.; Choi, J.-H.; Gaulding, E. A.; Lin, H.; Paik, T.; Diroll, B. T.; Muramoto, S.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nano Lett. 2014, 14, 1559-1566
15. Ning, Z.; Ren, Y.; Hoogland, S.; Voznyy, O.; Levina, L.; Stadler, P.; Lan, X.; Zhitomirsky, D.; Sargent, E. H. Adv. Mater. 2012, 24, 6295-6299
16. Zhitomirsky, D.; Furukawa, M.; Tang, J.; Stadler, P.; Hoogland, S.; Voznyy, O.; Liu, H.; Sargent, E. H. Adv. Mater. 2012, 24, 6181-6185
17. Ning, Z.; Voznyy, O.; Pan, J.; Hoogland, S.; Adinolfi, V.; Xu, J.; Li, M.; Kirmani, A. R.; Sun, J.-P.; Minor, J.; Kemp, K. W.; Dong, H.; Rollny, L.; Labelle, A.; Carey, G.; Sutherland, B.; Hill, I.; Amassian, A.; Liu, H.; Tang, J.; Bakr, O. M.; Sargent, E. H. Nat. Mater. 2014, 13, 822-828
18. Zhang, J.; Gao, J.; Miller, E. M.; Luther, J. M.; Beard, M. C. ACS Nano 2014, 8, 614-622
19. Chuang, C. M.; Brown, P. R.; Bulović, V.; Bawendi, M. G. Nat. Mater. 2014, 13, 796-801
20. Woo, J. Y.; Ko, J.; Song, J. H.; Kim, K.; Choi, H.; Kim, Y.; Lee, D. C.; Jeong, S.; Song, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8883-8886
21. Sze, S. M.; Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices, 3 rd ed.; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2007.
22. Rhoderick, E. H. Metal-Semiconductor Contacts, 2 nd ed.; Claredon Press: Oxford, U.K., 1988.
23. Tang, J.; Brzozowski, L.; Barkhouse, D. A. R.; Wang, X.; Debnath, R.; Wolowiec, R.; Palmiano, E.; Levina, L.; Pattantyus-Abraham, A. G.; Jamakosmanovic, D.; Sargent, E. H. ACS Nano 2010, 4, 869-878
24. Ma, W.; Swisher, S.; Ewers, T.; Engel, J. ACS Nano 2011, 5, 8140-8147
25. Luther, J. M.; Law, M.; Song, Q.; Perkins, C. L.; Beard, M. C.; Nozik, A. J. ACS Nano 2008, 2, 271-280
26. Jeong, K. S.; Tang, J.; Liu, H.; Kim, J.; Schaefer, A. W.; Kemp, K.; Levina, L.; Wang, X.; Hoogland, S.; Debnath, R.; Brzozowski, L.; Sargent, E. H.; Asbury, J. B. ACS Nano 2012, 6, 89-99
27. Koh, W.; Saudari, S. R.; Fafarman, A. T.; Kagan, C. R.; Murray, C. B. Nano Lett. 2011, 11, 4764-4767
28. Fafarman, A. T.; Koh, W.; Diroll, B. T.; Kim, D. K.; Ko, D.-K.; Oh, S. J.; Ye, X.; Doan-Nguyen, V.; Crump, M. R.; Reifsnyder, D. C.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15753-15761
29. Choi, J.-H.; Fafarman, A. T.; Oh, S. J.; Ko, D.-K.; Kim, D. K.; Diroll, B. T.; Muramoto, S.; Gillen, J. G.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nano Lett. 2012, 12, 2631-2638
30. Choi, J.-H.; Oh, S. J.; Lai, Y.; Kim, D.; Zhao, T.; Fafarman, A. T.; Diroll, B. T.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. ACS Nano 2013, 8275-8283
31. Tang, J.; Liu, H.; Zhitomirsky, D.; Hoogland, S.; Wang, X.; Furukawa, M.; Levina, L.; Sargent, E. H. Nano Lett. 2012, 12, 4889-4894
32. Gao, J.; Luther, J. M.; Semonin, O. E.; Ellingson, R. J.; Nozik, A. J.; Beard, M. C. Nano Lett. 2011, 11, 1002-1008
33. Kovalenko, M. V.; Scheele, M.; Talapin, D. V. Science 2009, 324, 1417-1420
34. Law, M.; Luther, J. M.; Song, Q.; Hughes, B. K.; Perkins, C. L.; Nozik, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5974-5985
35. Brown, P. R.; Kim, D.; Lunt, R. R.; Zhao, N.; Bawendi, M. G.; Grossman, J. C.; Bulovic, V. ACS Nano 2014, 8, 5863-5872
36. Leschkies, K. S.; Kang, M. S.; Aydil, E. S.; Norris, D. J. J. Phys. Chem. C 2010, 525, 9988-9996
37. Oh, S. J.; Kim, D. K.; Kagan, C. R. ACS Nano 2012, 6, 4328-4334
38. Thon, S. M.; Ip, A. H.; Voznyy, O.; Levina, L.; Kemp, K. W.; Carey, G. H.; Masala, S.; Sargent, E. H. ACS Nano 2013, 7, 7680-7688
39. Luther, J. M.; Gao, J.; Lloyd, M. T.; Semonin, O. E.; Beard, M. C.; Nozik, A. J. Adv. Mater. 2010, 22, 3704-3707
40. Goodwin, E. D.; Diroll, B. T.; Oh, S. J.; Paik, T.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. J. Phys., Chem. C, in revision.
41. Talapin, D. V.; Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2010, 110, 389-458
42. Kang, M. S.; Sahu, A.; Norris, D. J.; Frisbie, C. D. Nano Lett. 2010, 10, 3727-3732
43. Mott, N. F.; Davis, E. A. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials; Oxford University Press: New York, 1971.
44. Allgaier, R. S.; Scanlon, W. W. Phys. Rev. 1958, 111, 1029
45. Khokhlov, D. Lead Chalcogenides physics and applications; Taylor & Francis: Oxford, U.K., 2003.
46. Talgorn, E.; Gao, Y.; Aerts, M.; Kunneman, L. T.; Schins, J. M.; Savenije, T. J.; van Huis, M.; van der Zant, H. S. J.; Houtepen, A. J.; Siebbeles, L. D. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 733-739
47. Meijer, E. J.; de Leeuw, D. M.; Setayesh, S.; van Veenendaal, E.; Huisman, B. H.; Blom, P. W. M.; Hummelen, J. C.; Scherf, U.; Kadam, J.; Klapwijk, T. M. Nat. Mater. 2003, 2, 678-682
48. Kim, D. K.; Lai, Y.; Diroll, B. T.; Murray, C. B.; Kagan, C. R. Nat. Commun. 2012, 3 (1216) 1-6
49. Saudari, S. R.; Lin, Y. J.; Lai, Y.; Kagan, C. R. Adv. Mater. 2010, 22, 5063-5068
50. Kraft, U.; Zschieschang, U.; Ante, F.; Kälblein, D.; Kamella, C.; Amsharov, K.; Jansen, M.; Kern, K.; Weber, E.; Klauk, H. J. Mater. Chem. 2010, 20, 6416
51. Possanner, S. K.; Zojer, K.; Pacher, P.; Zojer, E.; Schürrer, F. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 958-967
52. Spijkman, M.-J.; Myny, K.; Smits, E. C. P.; Heremans, P.; Blom, P. W. M.; de Leeuw, D. M. Adv. Mater. 2011, 23, 3231-3242