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Correlating structure and detection properties in HgTe nanocrystal films

Authors :
Prachi Rastogi
Julien Ramade
Emmanuel Lhuillier
Sara Bals
M. Rosticher
Tung Dang
Junling Qu
Christophe Delerue
Charlie Gréboval
Sang-Soo Chee
Adrien Khalili
Corentin Dabard
Gilles Patriarche
Julien Chaste
Tung Huu Dang
Yoann Prado
Debora Vale Magalhaes
Audrey Chu
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)
Universiteit Antwerpen [Antwerpen]
Nanostructures et optique (INSP-E4)
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS (UMR_8023))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN)
Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
Physique - IEMN (PHYSIQUE - IEMN)
Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
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European Project: 756225,blackQD
European Project
Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universiteit Antwerpen = University of Antwerpen [Antwerpen]
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA)
Source :
Nano letters, Nano Letters, Nano Letters, American Chemical Society, 2021, 21 (10), pp.4145-4151. ⟨10.1021/acs.nanolett.0c04346⟩, Nano Letters, 2021, 21 (10), pp.4145-4151. ⟨10.1021/acs.nanolett.0c04346⟩
Publication Year :
2021

Abstract

International audience; HgTe nanocrystals (NCs) enable broadly tunable infrared absorption, now commonly used to design light sensors. This material tends to grow under multipodic shapes and does not present well-defined size distributions. Such point generates traps and reduces the particle packing, leading to a reduced mobility. It is thus highly desirable to comprehensively explore the effect of the shape on their performance. Here, we show, using a combination of electron tomography and tight binding simulations, that the charge dissociation is strong within HgTe NCs, but poorly shape dependent. Then, we design a dual-gate field-effect-transistor made of tripod HgTe NCs and use it to generate a planar p–n junction, offering more tunability than its vertical geometry counterpart. Interestingly, the performance of the tripods is higher than sphere ones, and this can be correlated with a stronger Te excess in the case of sphere shapes which is responsible for a higher hole trap density.

Details

ISSN :
15306984 and 15306992
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nano letters
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a1fb6e395ccbca59da3369b29174ba93
Full Text :
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04346