Quantum Dot Acceptors in Two-Dimensional Epitaxially Fused PbSe Quantum Dot Superlattices
Vincent Notot
(1, 2)
,
Willem Walravens
(3)
,
Maxime Berthe
(2, 4)
,
Nemanja Peric
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Ahmed Addad
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,
X. Wallart
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Christophe Delerue
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,
Zeger Hens
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,
B. Grandidier
(1, 2)
,
Louis Biadala
(1, 2)
1
PHYSIQUE - IEMN -
Physique - IEMN
2 IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
3 UGENT - Universiteit Gent = Ghent University
4 PCMP - IEMN - Plateforme de Caractérisation Multi-Physiques - IEMN
5 UMET - Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207
6 EPIPHY - IEMN - EPItaxie et PHYsique des hétérostructures - IEMN
2 IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520
3 UGENT - Universiteit Gent = Ghent University
4 PCMP - IEMN - Plateforme de Caractérisation Multi-Physiques - IEMN
5 UMET - Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207
6 EPIPHY - IEMN - EPItaxie et PHYsique des hétérostructures - IEMN
Willem Walravens
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794612
- ORCID : 0000-0002-9980-6367
Maxime Berthe
- Fonction : Auteur
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X. Wallart
- Fonction : Auteur
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Christophe Delerue
- Fonction : Auteur
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Zeger Hens
- Fonction : Auteur
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B. Grandidier
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Louis Biadala
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Résumé
Oriented attachment of colloidal quantum dots allows the growth of two-dimensional crystals by design, which could have striking electronic properties upon progress on manipulating their conductivity. Here, we explore the origin of doping in square and epitaxially fused PbSe quantum dot superlattices with low-temperature scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Probing the density of states of numerous individual quantum dots reveals an electronic coupling between the hole ground states of the quantum dots. Moreover, a small amount of quantum dots shows a reproducible deep level in the band gap, which is not caused by structural defects in the connections but arises from unpassivated sites at the {111} facets. Based on semiconductor statistics, these distinct defective quantum dots, randomly distributed in the superlattice, trap electrons, releasing a concentration of free holes, which is intimately related to the interdot electronic coupling. They act as acceptor quantum dots in the host quantum dot lattice, mimicking the role of dopant atoms in a semiconductor crystal.
Domaines
Matière Condensée [cond-mat]Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Titre |
en
Quantum Dot Acceptors in Two-Dimensional Epitaxially Fused PbSe Quantum Dot Superlattices
|
Résumé |
en
Oriented attachment of colloidal quantum dots allows the growth of two-dimensional crystals by design, which could have striking electronic properties upon progress on manipulating their conductivity. Here, we explore the origin of doping in square and epitaxially fused PbSe quantum dot superlattices with low-temperature scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Probing the density of states of numerous individual quantum dots reveals an electronic coupling between the hole ground states of the quantum dots. Moreover, a small amount of quantum dots shows a reproducible deep level in the band gap, which is not caused by structural defects in the connections but arises from unpassivated sites at the {111} facets. Based on semiconductor statistics, these distinct defective quantum dots, randomly distributed in the superlattice, trap electrons, releasing a concentration of free holes, which is intimately related to the interdot electronic coupling. They act as acceptor quantum dots in the host quantum dot lattice, mimicking the role of dopant atoms in a semiconductor crystal.
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Auteur(s) |
Vincent Notot
1, 2
, Willem Walravens
3
, Maxime Berthe
2, 4
, Nemanja Peric
1, 2
, Ahmed Addad
5
, X. Wallart
6, 2
, Christophe Delerue
1, 2
, Zeger Hens
3
, B. Grandidier
1, 2
, Louis Biadala
1, 2
1
PHYSIQUE - IEMN -
Physique - IEMN
( 1067373 )
- Groupe Physique - (Physics group) - IEMN UMR8520
- France
2
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
3
UGENT -
Universiteit Gent = Ghent University
( 302729 )
- St. Pietersnieuwstraat 33, 9000 Gent,
- Belgique
4
PCMP - IEMN -
Plateforme de Caractérisation Multi-Physiques - IEMN
( 1067502 )
- France
5
UMET -
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207
( 1002334 )
- Université de Lille - Campus cité scientifique
- Bâtiment C6
- 59655 Villeneuve d'Ascq
- France
6
EPIPHY - IEMN -
EPItaxie et PHYsique des hétérostructures - IEMN
( 1067464 )
- Groupe EPIPHY (Epitaxy and physics of heterostructures) - IEMN LCI - Avenue Poincaré - CS 60069 -
59650 Villeneuve d'Ascq
- France
|
Langue du document |
Anglais
|
Vulgarisation |
Non
|
Comité de lecture |
Oui
|
Audience |
Internationale
|
Public visé |
Scientifique
|
Date de publication |
2022-02-22
|
Date de publication électronique |
2022-02-14
|
Volume |
16
|
Numéro |
2
|
Page/Identifiant |
3081–3091
|
Nom de la revue |
|
Domaine(s) |
|
Financement |
|
Collaboration/Projet |
|
Référence interne |
|
Projet(s) ANR |
|
Projet(s) Européen(s) |
|
Mots-clés |
en
nanocrystal assemblies, quantum dot superlattice, electronic coupling, doping, defects, scanning tunneling microscopy
|
DOI | 10.1021/acsnano.1c10596 |
Pubmed Id | 35156366 |
UT key WOS | 000776691400122 |
Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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