Titre :

Photoemission Insight on Narrow Band Gap PbS Quantum Dots Relevant for Infrared Imaging

Auteur(s) :

Zhang, Huichen [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Ledos, Nicolas [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Cavallo, Mariarosa [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Bossavit, Erwan [Auteur]
Synchrotron SOLEIL [SSOLEIL]
Khalili, Adrien [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Curti, Leonardo [Auteur]
Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) [LPEM]
Xu, Xiang Zhen [Auteur]
Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) [LPEM]
Dandeu, Erwan [Auteur]
Acoustique pour les nanosciences [INSP-E3]
Utterback, James [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Institut des Nanosciences de Paris [INSP]
Ithurria, Sandrine [Auteur]
Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) [LPEM]
Delerue, Christophe [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Physique - IEMN [PHYSIQUE - IEMN]
Pierucci, Debora [Auteur]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]
Dudin, Pavel [Auteur]
Synchrotron SOLEIL [SSOLEIL]
Avila, José [Auteur]
Synchrotron SOLEIL [SSOLEIL]
Silly, Mathieu [Auteur]
Synchrotron SOLEIL [SSOLEIL]
Lhuillier, Emmanuel [Auteur]
Institut des Nanosciences de Paris [INSP]
Physico-chimie et dynamique des surfaces [INSP-E6]

Titre de la revue :

Journal of Physical Chemistry C

Éditeur :

American Chemical Society

Date de publication :

2024-01-30

ISSN :

1932-7447

Mot(s)-clé(s) en anglais :

Photoemission
Binding energy
Electrical conductivity
Ligands
Quantum dots
Infrared
Electronic structure

Discipline(s) HAL :

Physique [physics]

Résumé en anglais : [en]

In recent years, the interest for narrow band gap colloidal quantum dots (CQDs) has shifted from materials optimized for solar cells (with EG≈1.2 eV) to materials with properties at longer wavelengths. This shift necessitates ...
Lire la suite >In recent years, the interest for narrow band gap colloidal quantum dots (CQDs) has shifted from materials optimized for solar cells (with EG≈1.2 eV) to materials with properties at longer wavelengths. This shift necessitates a systematic investigation of their electronic properties to optimize photodiode design effectively. In this study, we utilized X-ray photoemission to systematically determine how the band gap (with absorption maximum wavelengths of 1000, 1200, 1400, and 1550 nm) and surface chemistry (short halides and thiols) influence the band alignment and the core levels in PbS nanocrystals. Our research provides evidence for a shift from quasiintrinsic behavior for the narrowest band gap to an exclusively n-type nature for the particles with largest size, potentially indicating the emergence of degenerate doping. Core level analysis also revealed that the effect of ligands extends beyond dipole behavior, inducing charge transfer leading to the formation of metallic islands, which might be detrimental to photodetection. Furthermore, by employing scanning photoemission microscopy, we gained direct access to the photodiode's builtin potential-a parameter typically obtained through indirect modeling. We then discussed how particle size influences this property. This study lays the foundation for a more rational design of PbS CQD-based photodiodes operating in the shortwave infrared spectrum.Lire moins >

Langue :

Anglais

Vulgarisation :

Non

Projet ANR :

Détecteur plasmonique à nanoCristaux colloïdaux: une nouvelle filière pour l'OPtoélectronique INfrarouge
Nanocristaux Colloïdaux Dopés Infrarouges
Diode électroluminescente infrarouge brillante par exaltation du couplage lumière-matière
Nanocristaux de HgTe une nouvelle plateforme pour l'optoélectronique THz
Microscopie de photoemission comme sonde locale du profil d'énergie des cellules solaires
Etude in operando de la modulation de propietes electroniques des hetero-bicouche twistées

Collections :

• Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520

Source :

Harvested from HAL