Bias Tunable Spectral Response of Nanocrystal Array in a Plasmonic Cavity
Tung Huu Dang
(1)
,
Angela Vasanelli
(1)
,
Yanko Todorov
(1)
,
Carlo Sirtori
(1)
,
Yoann Prado
(2)
,
Audrey Chu
(3)
,
Charlie Gréboval
(3)
,
Adrien Khalili
(3)
,
Herve Cruguel
(3)
,
Christophe Delerue
(4, 5)
,
Gregory Vincent
(6)
,
Emmanuel Lhuillier
(3)
1
QUAD : Physique Quantique et Dispositifs
2 INSP-E4 - Nanostructures et optique
3 INSP-E6 - Physico-chimie et dynamique des surfaces
4 IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
5 PHYSIQUE - IEMN - Physique - IEMN
6 DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau]
2 INSP-E4 - Nanostructures et optique
3 INSP-E6 - Physico-chimie et dynamique des surfaces
4 IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
5 PHYSIQUE - IEMN - Physique - IEMN
6 DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau]
Tung Huu Dang
- Fonction : Auteur
- PersonId : 802657
- ORCID : 0000-0003-0310-9004
Angela Vasanelli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 842900
- ORCID : 0000-0003-1945-2261
Yanko Todorov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741460
- IdHAL : yanko-todorov
- ORCID : 0000-0002-2359-1611
- IdRef : 115329315
Carlo Sirtori
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756101
- ORCID : 0000-0003-1817-4554
- IdRef : 109046013
Yoann Prado
- Fonction : Auteur
- PersonId : 769511
- ORCID : 0000-0001-6228-2486
Audrey Chu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 786082
- ORCID : 0000-0002-6905-7131
- IdRef : 25897351X
Charlie Gréboval
- Fonction : Auteur
- PersonId : 791175
- ORCID : 0000-0002-0314-7273
- IdRef : 259881163
Adrien Khalili
- Fonction : Auteur
- PersonId : 801847
- ORCID : 0000-0001-5685-9963
- IdRef : 273924540
Christophe Delerue
- Fonction : Auteur
- PersonId : 175246
- IdHAL : christophe-delerue
- ORCID : 0000-0002-0427-3001
- IdRef : 035741163
Emmanuel Lhuillier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 11233
- IdHAL : emmanuel-lhuillier
- ORCID : 0000-0003-2582-1422
- IdRef : 148688950
Résumé
Nanocrystals (NCs) have gained considerable attention for their broadly tunable absorption from the UV to the THz range. Nevertheless, their optical features suffer from a lack of tunability once integrated into optoelectronic devices. Here, we show that tunable absorption with bias can be obtained by coupling a HgTe NC array with a plasmonic resonator. Up to 15 meV blueshift can be achieved from a 3-µm absorbing wavelength structure under a 3 V bias voltage when the NC exciton is coupled with a mode of the resonator. We demonstrate that the blueshift arises from the interplay between hopping transport and inhomogeneous absorption due to the presence of the photonic structure. The observed tunable spectral response is qualitatively reproduced in simulation by introducing a bias-dependent diffusion length in the charge transport. This work expands the realm of existing NC-based devices and paves the way towards light modulators.
Domaines
Matière Condensée [cond-mat]Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Titre |
en
Bias Tunable Spectral Response of Nanocrystal Array in a Plasmonic Cavity
|
Résumé |
en
Nanocrystals (NCs) have gained considerable attention for their broadly tunable absorption from the UV to the THz range. Nevertheless, their optical features suffer from a lack of tunability once integrated into optoelectronic devices. Here, we show that tunable absorption with bias can be obtained by coupling a HgTe NC array with a plasmonic resonator. Up to 15 meV blueshift can be achieved from a 3-µm absorbing wavelength structure under a 3 V bias voltage when the NC exciton is coupled with a mode of the resonator. We demonstrate that the blueshift arises from the interplay between hopping transport and inhomogeneous absorption due to the presence of the photonic structure. The observed tunable spectral response is qualitatively reproduced in simulation by introducing a bias-dependent diffusion length in the charge transport. This work expands the realm of existing NC-based devices and paves the way towards light modulators.
|
Auteur(s) |
Tung Huu Dang
1
, Angela Vasanelli
1
, Yanko Todorov
1
, Carlo Sirtori
1
, Yoann Prado
2
, Audrey Chu
3
, Charlie Gréboval
3
, Adrien Khalili
3
, Herve Cruguel
3
, Christophe Delerue
4, 5
, Gregory Vincent
6
, Emmanuel Lhuillier
3
1
QUAD : Physique Quantique et Dispositifs
( 1004938 )
- 24 rue Lhomond 75005 Paris
- France
2
INSP-E4 -
Nanostructures et optique
( 541973 )
- France
3
INSP-E6 -
Physico-chimie et dynamique des surfaces
( 541975 )
- France
4
IEMN -
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
( 1066983 )
- [Univ. Lille, CNRS, Centrale Lille Institut, Junia, Univ. Polytechnique Hauts-de-France] ––
Laboratoire Central – Cité Scientifique – Avenue Poincaré – CS 60069 – 59652 VILLENEUVE D’ASCQ CEDEX
- France
5
PHYSIQUE - IEMN -
Physique - IEMN
( 1067373 )
- Groupe Physique - (Physics group) - IEMN UMR8520
- France
6
DOTA, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau]
( 1042290 )
- 91120 Palaiseau
- France
|
Langue du document |
Anglais
|
Nom de la revue |
|
Vulgarisation |
Non
|
Comité de lecture |
Oui
|
Audience |
Internationale
|
Volume |
21
|
Numéro |
15
|
Page/Identifiant |
6671-6677
|
Date de publication |
2021
|
Date de publication électronique |
2021-08-02
|
Domaine(s) |
|
Projet(s) ANR |
|
Projet(s) Européen(s) |
|
Référence interne |
|
Mots-clés |
en
plasmon, hopping transport, nanocrystal, bias-induced spectral shift, infrared
|
DOI | 10.1021/acs.nanolett.1c02193 |
UT key WOS | 000685244900041 |
Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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