1. Electroluminescence from nanocrystals above 2 µm
- Author
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Junling Qu, Mateusz Weis, Eva Izquierdo, Simon Gwénaël Mizrahi, Audrey Chu, Corentin Dabard, Charlie Gréboval, Erwan Bossavit, Yoann Prado, Emmanuel Péronne, Sandrine Ithurria, Gilles Patriarche, Mathieu G. Silly, Grégory Vincent, Davide Boschetto, Emmanuel Lhuillier, Physico-chimie et dynamique des surfaces (INSP-E6), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'optique appliquée (LOA), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (LPEM), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanostructures et optique (INSP-E4), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau], ONERA-Université Paris-Saclay, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris), ANR-21-CE24-0012,BRIGHT,Diode électroluminescente infrarouge brillante par exaltation du couplage lumière-matière(2021), ANR-19-CE24-0022,COPIN,Détecteur plasmonique à nanoCristaux colloïdaux: une nouvelle filière pour l'OPtoélectronique INfrarouge(2019), ANR-19-CE09-0017,FRONTAL,Nanocristaux Colloïdaux Dopés Infrarouges(2019), ANR-18-CE30-0023,IPER-Nano2,Nanocristaux de perovskite inorganique pour la nanophotonique(2018), ANR-19-CE09-0026,GRaSkop,Tuning Giant Rashba Spin-Orbit Coupling in Polar Single Layer Transition Metal Dichalcogenides(2019), ANR-20-ASTR-0008,NITquantum,Design et fabrication d'un plan focal dans le proche infrarouge à base de nanocrisrtaux(2020), European Project: 756225,blackQD, and European Project: 853049,ne2dem
- Subjects
narrow band-gap nanocrystals ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,HgTe ,7. Clean energy ,01 natural sciences ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,electroluminescence ,0104 chemical sciences ,Electronic, Optical and Magnetic Materials ,[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat] ,0210 nano-technology ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,short wave infrared - Abstract
International audience; Visible nanocrystal-based light-emitting diodes (LEDs) are about to become commercially available. However, their infrared counterparts suffer from two key limitations. First, III–V semiconductor technologies are strong competitors. Second, their potential for operation beyond 1.7 µm remains unexplored. The range from 1.5 to 4 µm corresponds to a technological gap in which the efficiency of interband quantum-well-based devices vanishes and quantum cascade lasers are not efficient enough. Powerful infrared LEDs in this range are needed for applications such as active imaging, organic molecule sensing and airfield lighting. Here we report the design of a HgTe nanocrystal-based LED with luminescence between 2 and 2.3 µm. With an external quantum efficiency of 0.3% and radiance up to 3 W Sr−1 m−2, these HgTe LEDs already present a competitive performance for emission above 2 µm.
- Published
- 2021