Single-exciton optical gain in semiconductor nanocrystals: Positive role of electron-phonon coupling
Source abstract
Abstract
The possibility of obtaining optical gain in an ensemble of semiconductor nanocrystals without involvement of multiexcitons is very attractive for low-threshold laser applications. Here, we reexamine theoretically the conditions required to reach this single-exciton gain regime in nanocrystals. We show that the electron-phonon interaction can play a very positive role, in addition to the exciton-exciton interaction. In presence of both interactions, the optical gain regime can be reached even when the population of nanocrystals containing single excitons is below 10%. For these reasons, we suggest that ultrasmall nanocrystals, or nanocrystals with deep defects at their surface, could be promising materials for light amplification.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Perovskite Materials and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (81)
Show source-provided references
1. 10.1021/nn506223h10.1021/nn506223h ↗
2. 10.1126/science.110427410.1126/science.1104274 ↗
3. 10.1038/370354a010.1038/370354a0 ↗
4. 10.1126/science.290.5490.31410.1126/science.290.5490.314 ↗
5. 10.1063/1.186344510.1063/1.1863445 ↗
6. 10.1038/nature0583910.1038/nature05839 ↗
7. 10.1021/nl080661a10.1021/nl080661a ↗
8. 10.1039/b9nr00434c10.1039/b9nr00434c ↗
9. 10.1021/nn304200a10.1021/nn304200a ↗
10. 10.1038/nnano.2012.6110.1038/nnano.2012.61 ↗
11. 10.1038/ncomms337610.1038/ncomms3376 ↗
12. 10.1038/ncomms969410.1038/ncomms9694 ↗
13. 10.1021/nn203438u10.1021/nn203438u ↗
14. C. Delerue · 200410.1007/978-3-662-08903-3 ↗
15. 10.1039/c2sc00561a10.1039/c2sc00561a ↗
16. 10.1021/jp073865910.1021/jp0738659 ↗
17. P. Landsberg · 1991
18. 10.1016/0022-2313(90)90007-X10.1016/0022-2313(90)90007-X ↗
19. 10.1103/PhysRevB.51.1760510.1103/PhysRevB.51.17605 ↗
20. 10.1103/PhysRevLett.75.222810.1103/PhysRevLett.75.2228 ↗
21. 10.1016/0022-2313(96)00052-X10.1016/0022-2313(96)00052-X ↗
22. 10.1103/PhysRevLett.78.111010.1103/PhysRevLett.78.1110 ↗
23. 10.1126/science.287.5455.101110.1126/science.287.5455.1011 ↗
24. 10.1038/nmat222210.1038/nmat2222 ↗
25. 10.1021/nl901681d10.1021/nl901681d ↗
26. 10.1021/nl100465210.1021/nl1004652 ↗
27. 10.1021/nl903592h10.1021/nl903592h ↗
28. 10.1002/adma.20120206710.1002/adma.201202067 ↗
29. 10.1038/nmat353910.1038/nmat3539 ↗
30. 10.1038/nnano.2012.26010.1038/nnano.2012.260 ↗
31. 10.1021/nl403289w10.1021/nl403289w ↗
32. 10.1021/nl504987h10.1021/nl504987h ↗
33. 10.1021/nn502229610.1021/nn5022296 ↗
34. 10.1021/nl500775p10.1021/nl500775p ↗
35. 10.1021/jp048983010.1021/jp0489830 ↗
36. 10.1021/nn506404n10.1021/nn506404n ↗
37. 10.1016/0038-1098(89)90665-010.1016/0038-1098(89)90665-0 ↗
38. 10.1103/PhysRevLett.64.180510.1103/PhysRevLett.64.1805 ↗
39. 10.1103/PhysRevB.48.1544910.1103/PhysRevB.48.15449 ↗
40. 10.1103/PhysRevB.54.1768110.1103/PhysRevB.54.17681 ↗
41. 10.1021/nl202122410.1021/nl2021224 ↗
42. G. D. Mahan · 2013
43. 10.1098/rspa.1950.018410.1098/rspa.1950.0184 ↗
44. 10.1103/RevModPhys.31.95610.1103/RevModPhys.31.956 ↗
45. S. Forget · 201310.1007/978-3-642-36705-2 ↗
46. 10.1103/PhysRevB.60.1424210.1103/PhysRevB.60.14242 ↗
47. 10.1021/ar100042810.1021/ar1000428 ↗
48. 10.1103/PhysRevB.50.229310.1103/PhysRevB.50.2293 ↗
49. 10.1103/PhysRevLett.103.03740410.1103/PhysRevLett.103.037404 ↗
50. 10.1103/PhysRevLett.71.357710.1103/PhysRevLett.71.3577 ↗
51. 10.1103/PhysRevB.50.1825810.1103/PhysRevB.50.18258 ↗
52. 10.1103/PhysRevB.77.20530810.1103/PhysRevB.77.205308 ↗
53. 10.1103/PhysRevLett.102.19640110.1103/PhysRevLett.102.196401 ↗
54. 10.1103/PhysRevB.35.811310.1103/PhysRevB.35.8113 ↗
55. 10.1103/PhysRevB.42.1112310.1103/PhysRevB.42.11123 ↗
56. 10.1103/PhysRevB.45.130510.1103/PhysRevB.45.1305 ↗
57. 10.1103/PhysRevB.68.03331310.1103/PhysRevB.68.033313 ↗
58. 10.1103/PhysRevB.69.15541110.1103/PhysRevB.69.155411 ↗
59. 10.1103/PhysRevB.78.07541810.1103/PhysRevB.78.075418 ↗
60. 10.1021/jp027468410.1021/jp0274684 ↗
61. 10.1021/ja055470d10.1021/ja055470d ↗
62. 10.1021/nl801685a10.1021/nl801685a ↗
63. 10.1002/smll.20100231610.1002/smll.201002316 ↗
64. 10.1021/ja503590h10.1021/ja503590h ↗
65. 10.1103/PhysRevLett.76.296110.1103/PhysRevLett.76.2961 ↗
66. 10.1103/PhysRevB.85.16140910.1103/PhysRevB.85.161409 ↗
67. 10.1103/PhysRevB.48.1102410.1103/PhysRevB.48.11024 ↗
68. 10.1103/PhysRevB.79.19532410.1103/PhysRevB.79.195324 ↗
69. 10.1073/pnas.080931610610.1073/pnas.0809316106 ↗
70. 10.1021/nl301627910.1021/nl3016279 ↗
71. 10.1021/nl301296210.1021/nl3012962 ↗
72. 10.1103/PhysRevB.87.08120110.1103/PhysRevB.87.081201 ↗
73. 10.1039/C5CP02173A10.1039/C5CP02173A ↗
74. J. Bourgoin · 198310.1007/978-3-642-81832-5 ↗
75. A. Stoneham · 200110.1093/acprof:oso/9780198507802.001.0001 ↗
76. 10.1103/PhysRevLett.97.20680110.1103/PhysRevLett.97.206801 ↗
77. 10.1103/PhysRevLett.105.22640410.1103/PhysRevLett.105.226404 ↗
78. 10.1038/3504401210.1038/35044012 ↗
79. 10.1016/j.optmat.2004.08.00810.1016/j.optmat.2004.08.008 ↗
80. 10.1038/nmat153010.1038/nmat1530 ↗
81. 10.1103/PhysRevLett.82.19710.1103/PhysRevLett.82.197 ↗