Houssem Kallel, P. Periwal, M. Carrada, Pascal Normand, Gérard Assayag, Arnaud Arbouet, Yu Zhao, A. Chehaidar, Peter R. Wiecha, Vincent Paillard, Thierry Baron, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire des technologies de la microélectronique (LTM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), Université de Sfax - University of Sfax, Mascher P., Lockwood D.J., Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire des technologies de la microélectronique ( LTM ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), National Center for Scientific Research 'Demokritos' ( NCSR ), Université de Sfax, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Semiconductor nanowires (NW) are good candidates for new optoelectronic or photovoltaic devices due to their exceptional ability to guide, scatter or absorb light, from near-ultraviolet to near-infrared. The occurrence of morphology-dependent optical resonances in nanowires opens a route to overcome the intrinsic limitations of some materials (for instance the limited absorption of silicon in the visible spectrum due its indirect band gap) and optimize their interaction with light. Most optical applications of nanowires were recently focused on photovoltaic devices, because of their enhanced light absorption efficiency, which is also tunable either by the NW diameter, structure or chemical composition. It could be interesting to use the near-field enhancement around the NW induced by the excited resonances, in order to increase the emission of quantum dots or molecules placed in the NW vicinity. Semiconductor NWs could thus be used as optical antennas instead of plasmonic nanostructures, despite a much weaker enhancement, but with the advantages of field enhancement in larger volumes and using a fully compatible CMOS technology. We investigate the influence of Si -NWs on the photoluminescence of a single plane of Si nanocrystals embedded in a silica matrix. The presence of an individual Si-NW on top of the silica layer, at about 3 nm above the Si-NCs plane, leads to a strong photoluminescence enhancement, by up to a factor of three, depending on the excitation light wavelength and polarization, and the nanowire diameter. This opens a route for improving light emitting devices using Si-based nanowires.