Profiling Photoinduced Carrier Generation in Semiconductor Microwire Arrays via Photoelectrochemical Metal Deposition

Nano Letters

Volumn 16, Issue 8, 2016, Pages 5015-5021

  Dasog, Mita ^a   Carim, Azhar I ^a   Yalamanchili, Sisir ^b   Atwater, Harry A ^b   Lewis, Nathan S ^a,b,c  

^a California Institute of Technology   (United States)

^b CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

carrier generation; electrodeposition; microwires; photoelectrochemistry; Semiconductor; silicon

Indexed keywords

CHARGE CARRIERS; DEPOSITION; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODEPOSITION; GOLD DEPOSITS; PLATING; SEMICONDUCTING SILICON; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SILICON; WIRE;

CARRIER GENERATION; CHARGE CARRIER GENERATION; FULL-WAVE ELECTROMAGNETIC SIMULATION; MICRO WIRE; PHOTO-ELECTROCHEMISTRY; PHOTOELECTROCHEMICALS; PHOTOINDUCED CHARGE CARRIERS; SEMICONDUCTOR WIRES;

SUBSTRATES;

EID: 84981502040     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01782     Document Type: Article

References (65)

1. Cao, L.; White, J. S.; Park, J. S.; Schuller, J. A.; Clemens, B. M.; Brongersma, M. L. Nat. Mater. 2009, 8, 643-647 10.1038/nmat2477
2. Liu, S.; Tang, Z. R.; Sun, Y.; Colmenares, J. C.; Xu, Y. J. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5053-5075 10.1039/C4CS00408F
3. Dasog, M.; Kehrle, J.; Rieger, B.; Veinot, J. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 2322-2339 10.1002/anie.201506065
4. Wang, F.; Dong, A.; Buhro, W. E. Chem. Rev. 2016, 10.1021/acs.chemrev.5b00701
5. Shields, A. J. Nat. Photonics 2007, 1, 215-223 10.1038/nphoton.2007.46
6. Hoffman, A. J.; Alekseyev, L.; Howard, S. S.; Franz, K. J.; Wasserman, D.; Podolskiy, V. A.; Narimanov, E. E.; Sivco, D. L.; Gmachl, C. Nat. Mater. 2007, 6, 946-950 10.1038/nmat2033
7. Yan, R.; Gargas, D.; Yang, P. Nat. Photonics 2009, 3, 569-576 10.1038/nphoton.2009.184
8. Nozik, A. J.; Beard, M. C.; Luther, J. M.; Law, M.; Ellingson, R. J.; Johnson, J. C. Chem. Rev. 2010, 110, 6873-6890 10.1021/cr900289f
9. Nozik, A. J. Nano Lett. 2010, 10, 2735-2741 10.1021/nl102122x
10. Boix, P. P.; Lee, Y. H.; Fabregat-Santiago, F.; Hyuk, S.; Imanishi, Y.; Mora-Sero, I.; Bisquert, J.; Seok, S. I. ACS Nano 2012, 6, 873-880 10.1021/nn204382k
11. Carey, G. H.; Abdelhady, A. L.; Ning, Z.; Thon, S. M.; Bakr, O. M.; Sargent, E. H. Chem. Rev. 2015, 115, 12732-12763 10.1021/acs.chemrev.5b00063
12. Kim, F. S.; Ren, G.; Jenekhe, S. A. Chem. Mater. 2011, 23, 682-732 10.1021/cm102772x
13. Price, P. J. IEEE Trans. Electron Devices 1981, 28, 911-914 10.1109/T-ED.1981.20458
14. Kamat, P. V. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2834-2860 10.1021/jp066952u
15. Navarro Yerga, R. M.; Alvarez Galvan, M. C.; del Valle, F.; Villoria de la Mano, J. A.; Fierro, J. L. ChemSusChem 2009, 2, 471-485 10.1002/cssc.200900018
16. Walter, M. G.; Warren, E. L.; McKone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446-6473 10.1021/cr1002326
17. Murphy, C. J. Anal. Chem. 2002, 74, 520-526 10.1021/ac022124v
18. Kolmakov, A.; Moskovits, M. Annu. Rev. Mater. Res. 2004, 34, 151-180 10.1146/annurev.matsci.34.040203.112141
19. Kayes, B. M.; Filler, M. A.; Putnam, M. C.; Kelzenberg, M. D.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 103110 10.1063/1.2779236
20. Wu, Y.; Yan, H.; Yang, P. Top. Catal. 2002, 19, 197-202 10.1023/A:1015260008046
21. Duan, X.; Wang, J.; Lieber, C. M. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 1116-1118 10.1063/1.125956
22. Yang, Y.; Kung, S. C.; Taggart, D. K.; Xiang, C.; Yang, F.; Brown, M. A.; Güell, A. G.; Kruse, T. J.; Hemminger, J. C.; Penner, R. M. Nano Lett. 2008, 8, 2447-2451 10.1021/nl801442c
23. Li, L.; Yang, Y.; Huang, X.; Li, G.; Zhang, L. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12394-12398 10.1021/jp0511855
24. Wu, Y.; Yan, H.; Huang, M.; Messer, B.; Song, J. H.; Yang, P. Chem.-Eur. J. 2002, 8, 1260-1268 10.1002/1521-3765(20020315)8:6<1260::AID-CHEM1260>3.0.CO;2-Q
25. Routkevitch, D.; Tager, A. A.; Haruyama, J.; Almalwai, D.; Moskovits, M.; Xu, J. M. IEEE Trans. Electron Devices 1996, 43, 1646-1658 10.1109/16.536810
26. Collins, S. M.; Hankett, J. M.; Carim, A. I.; Maldonado, S. J. Mater. Chem. 2012, 22, 6613-6622 10.1039/c2jm16453a
27. Vo, T.; Williamson, A. J.; Galli, G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006, 74, 045116 10.1103/PhysRevB.74.045116
28. Park, W. I.; Zheng, G.; Jiang, X.; Tian, B.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2008, 8, 3004-3009 10.1021/nl802063q
29. Yao, M.; Huang, N.; Cong, S.; Chi, C. Y.; Seyedi, M. A.; Lin, Y. T.; Cao, Y.; Povinelli, M. L.; Dapkus, P. D.; Zhou, C. Nano Lett. 2014, 14, 3293-3303 10.1021/nl500704r
30. Xiang, C.; Meng, A. C.; Lewis, N. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 15622-15627 10.1073/pnas.1118338109
31. Kempa, T. J.; Day, R. W.; Kim, S.-K.; Park, H.-G.; Lieber, C. M. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 719 10.1039/c3ee24182c
32. Fountaine, K. T.; Atwater, H. A. Opt. Express 2014, 22, A1453-A1461 10.1364/OE.22.0A1453
33. Alaeian, H.; Atre, A. C.; Dionne, J. A. J. Opt. 2012, 14, 024006 10.1088/2040-8978/14/2/024006
34. Fountaine, K. T.; Whitney, W. S.; Atwater, H. A. J. Appl. Phys. 2014, 116, 153106 10.1063/1.4898758
35. Fountaine, K. T.; Kendall, C. G.; Atwater, H. A. Opt. Express 2014, 22, A930-A940 10.1364/OE.22.00A930
36. Hotsenpiller, P. A. M.; Bolt, J. D.; Farneth, W. E.; Lowekamp, J. B.; Rohrer, G. S. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 3216-3226 10.1021/jp980104k
37. Attard, A. E.; Brown, D. E. Appl. Opt. 1968, 7, 511-516 10.1364/AO.7.000511
38. Inoue, T.; Fujishima, A.; Honda, K. J. Electrochem. Soc. 1980, 127, 1582-1588 10.1149/1.2129956
39. Morishita, S. Chem. Lett. 1992, 21, 1979-1982 10.1246/cl.1992.1979
40. Yoshihara, S.; Shinozaki, K.; Shirakashi, T.; Hashimoto, K.; Tryk, D. A.; Fujishima, A. Electrochim. Acta 1999, 44, 2711-2719 10.1016/S0013-4686(98)00394-6
41. Micheels, R. H.; Darrow, A. D.; Rauh, R. D. Appl. Phys. Lett. 1981, 39, 418-420 10.1063/1.92758
42. Kelzenberg, M. D.; Boettcher, S. W.; Petykiewicz, J. A.; Turner-Evans, D. B.; Putnam, M. C.; Warren, E. L.; Spurgeon, J. M.; Briggs, R. M.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Nat. Mater. 2010, 9, 239-244 10.1038/nmat2635
43. Gharghi, M.; Fathi, E.; Kante, B.; Sivoththaman, S.; Zhang, X. Nano Lett. 2012, 12, 6278-6282 10.1021/nl3033813
44. Warren, E. L.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 747-759 10.1021/jp406280x
45. Boettcher, S. W.; Spurgeon, J. M.; Putnam, M. C.; Warren, E. L.; Turner-Evans, D. B.; Kelzenberg, M. D.; Maiolo, J. R.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. Science 2010, 327, 185-187 10.1126/science.1180783
46. Park, I.; Li, Z.; Pisano, A. P.; Williams, R. S. Nanotechnology 2010, 21, 015501 10.1088/0957-4484/21/1/015501
47. Abujetas, D. R.; Paniagua-Domínguez, R.; Sánchez-Gil, J. A. ACS Photonics 2015, 2, 921-929 10.1021/acsphotonics.5b00112
48. Choi, K.-S. Dalton Trans. 2008, 5432-5438 10.1039/b807848c
49. McShane, C. M.; Choi, K.-S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2561-2569 10.1021/ja806370s
50. Carim, A. I.; Collins, S. M.; Foley, J. M.; Maldonado, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13292-13295 10.1021/ja205299w
51. Wang, F.; Wayman, V. L.; Loomis, R. A.; Buhro, W. E. ACS Nano 2011, 5, 5188-5194 10.1021/nn201336z
52. Carim, A. I.; Batara, N. A.; Premkumar, A.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. ACS Nano 2016, 10, 102-111 10.1021/acsnano.5b05119
53. Penner, R. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 17179-17192 10.1021/jp5037074
54. Kohl, P. A. IBM J. Res. Dev. 1998, 42, 629-637 10.1147/rd.425.0629
55. Zhao, Y.; Vargas-Barbosa, N. M.; Hernandez-Pagan, E. A.; Mallouk, T. E. Small 2011, 7, 2087-2093 10.1002/smll.201100485
56. Ostermayer, F. W.; Kohl, P. A.; Burton, R. H. Appl. Phys. Lett. 1983, 43, 642-644 10.1063/1.94461
57. Lum, R. M.; Glass, A. M.; Ostermayer, F. W.; Kohl, P. A.; Ballman, A. A.; Logan, R. A. J. Appl. Phys. 1985, 57, 39-44 10.1063/1.335392
58. Barth, D. S.; Gladden, C.; Salandrino, A.; O'Brien, K.; Ye, Z.; Mrejen, M.; Wang, Y.; Zhang, X. Adv. Mater. 2015, 27, 6131-6136 10.1002/adma.201502322
59. Carim, A. I.; Batara, N. A.; Premkumar, A.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. Nano Lett. 2015, 15, 7071-7076 10.1021/acs.nanolett.5b03137
60. Hu, L.; Chen, G. Nano Lett. 2007, 7, 3249-3252 10.1021/nl071018b
61. Kang, D.; Kim, T. W.; Kubota, S. R.; Cardiel, A. C.; Cha, H. G.; Choi, K. S. Chem. Rev. 2015, 115, 12839-12887 10.1021/acs.chemrev.5b00498
62. Heller, A.; Vadimsky, R. G. Phys. Rev. Lett. 1981, 46, 1153-1156 10.1103/PhysRevLett.46.1153
63. Aharon-Shalom, E.; Heller, A. J. Electrochem. Soc. 1982, 129, 2865-2866 10.1149/1.2123695
64. Heller, A.; Aspnes, D. E.; Porter, J. D.; Sheng, T. T.; Vadimsky, R. G. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4444-4452 10.1021/j100267a010
65. Wu, W. W.; Lu, K. C.; Wang, C. W.; Hsieh, H. Y.; Chen, S. Y.; Chou, Y. C.; Yu, S. Y.; Chen, L. J.; Tu, K. N. Nano Lett. 2010, 10, 3984-3989 10.1021/nl101842w