liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Designing Semiconductor Nanowires for Efficient Photon Upconversion via Heterostructure Engineering
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Elektroniska och fotoniska material. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.ORCID-id: 0000-0001-5751-6225
Ehime Univ, Japan; Hokkaido Univ, Japan.
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Elektroniska och fotoniska material. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.ORCID-id: 0000-0002-6405-9509
Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Elektroniska och fotoniska material. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.ORCID-id: 0000-0001-7155-7103
2022 (Engelska)Ingår i: ACS Nano, ISSN 1936-0851, E-ISSN 1936-086X, Vol. 16, nr 8, s. 12666-12676Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Energy upconversion via optical processes in semiconductor nanowires (NWs) is attractive for a variety of applications in nano-optoelectronics and nanophotonics. One of the main challenges is to achieve a high upconversion efficiency and, thus, a wide dynamic range of device performance, allowing efficient upconversion even under low excitation power. Here, we demonstrate that the efficiency of energy upconversion via two-photon absorption (TPA) can be drastically enhanced in core/shell NW heterostructures designed to provide a real intermediate TPA step via the band states of the narrow-bandgap region with a long carrier lifetime, fulfilling all the necessary requirements for high-efficiency two-step TPA. We show that, in radial GaAs(P)/GaNAs(P) core/shell NW heterostructures, the upconversion efficiency increases by 500 times as compared with that of the constituent materials, even under an excitation power as low as 100 mW/cm2 that is comparable to the 1 sun illumination. The upconversion efficiency can be further improved by 8 times through engineering the electric-field distribution of the excitation light inside the NWs so that light absorption is maximized within the desired region of the heterostructure. This work demonstrates the effectiveness of our approach in providing efficient photon upconversion by exploring core/shell NW heterostructures, yielding an upconversion efficiency being among the highest reported in semiconductor nanostructures. Furthermore, our work provides design guidelines for enhancing efficiency of energy in NW heterostructures.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
American Chemical Society (ACS), 2022. Vol. 16, nr 8, s. 12666-12676
Nyckelord [en]
nanowires; upconversion; solar cells; photonics; heterostructures
Nationell ämneskategori
Atom- och molekylfysik och optik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:liu:diva-187344DOI: 10.1021/acsnano.2c04287ISI: 000834094700001PubMedID: 35876227OAI: oai:DiVA.org:liu-187344DiVA, id: diva2:1688717
Anmärkning

Funding Agencies|Swedish Research Council [2019-04312]; Swedish Foundation for International Cooperation in Research and Higher Education (STINT) [JA2014-5698]; Swedish Government Strategic Research Area in Materials Science on Functional Materials at Linkoping University [2009 00971]; KAKENHI from the Japan Society for the Promotion of Science [16H05970, 19H00855, 21KK0068]; Japan Society for the Promotion of Science

Tillgänglig från: 2022-08-19 Skapad: 2022-08-19 Senast uppdaterad: 2023-05-16Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(3517 kB)153 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 3517 kBChecksumma SHA-512
e5ae489d5580168fb50964a921d4c4230b909bf57f81932b78ac7cf450347d6e7c03158ae9058b480ff9ec66f29ebd1be69c5e77a5050f439c7f325ea8edc156
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Person

Jansson, MattiasChen, WeiminBuyanova, Irina A

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Jansson, MattiasChen, WeiminBuyanova, Irina A
Av organisationen
Elektroniska och fotoniska materialTekniska fakulteten
I samma tidskrift
ACS Nano
Atom- och molekylfysik och optik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 155 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 215 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf