Suppressed Carrier Scattering in CdS-Encapsulated PbS Nanocrystal Films
Source abstract
Abstract
One of the key challenges facing the realization of functional nanocrystal devices concerns the development of techniques for depositing colloidal nanocrystals into electrically coupled nanoparticle solids. This work compares several alternative strategies for the assembly of such films using an all-optical approach to the characterization of electron transport phenomena. By measuring excited carrier lifetimes in either ligand-linked or matrix-encapsulated PbS nanocrystal films containing a tunable fraction of insulating ZnS domains, we uniquely distinguish the dynamics of charge scattering on defects from other processes of exciton dissociation. The measured times are subsequently used to estimate the diffusion length and the carrier mobility for each film type within the hopping transport regime. It is demonstrated that nanocrystal films encapsulated into semiconductor matrices exhibit a lower probability of charge scattering than that of nanocrystal solids cross-linked with either 3-mercaptopropionic acid or 1,2-ethanedithiol molecular linkers. The suppression of carrier scattering in matrix-encapsulated nanocrystal films is attributed to a relatively low density of surface defects at nanocrystal/matrix interfaces.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Gold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
The Center for Photochemical Sciences, ‡Department of Chemistry, and §Department of Physics, Bowling Green State University, Bowling Green, Ohio 43403, United States
References (63)
Show source-provided references
1. Murray C. B. · G. Z. Phys. D: At. Mol., Clusters · 1993 · 26 · S23110.1007/BF01425674 ↗
2. Beard M. C. · J. Phys. Chem. Lett. · 2011 · 2 · 128210.1021/jz200166y ↗
3. Pal B. N. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 33110.1021/nl203620f ↗
4. Kramer I. J. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 370110.1021/nl201682h ↗
5. Klimov V. I. · Science · 2000 · 290 · 31410.1126/science.290.5490.314 ↗
6. Klimov V. I. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1682710.1021/jp0615959 ↗
7. Klimov V. I. · Nature · 2007 · 447 · 44110.1038/nature05839 ↗
8. Hillhouse H. W. · Curr. Opin. Colloid Interface Sci. · 2009 · 14 · 24510.1016/j.cocis.2009.05.002 ↗
9. Huynh W. U. · Science · 2002 · 295 · 242510.1126/science.1069156 ↗
10. McDonald S. A. · Nat. Mater. · 2005 · 4 · 13810.1038/nmat1299 ↗
11. Ellingson R. J. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 86510.1021/nl0502672 ↗
12. Leschkies K. S. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 179310.1021/nl070430o ↗
13. Maria A. · Appl. Phys. Lett. · 2005 · 87 · 21311210.1063/1.2135868 ↗
14. Kim S. J. · Appl. Phys. Lett. · 2008 · 92 · 19110710.1063/1.2920477 ↗
15. Gur I. · Science · 2005 · 310 · 46210.1126/science.1117908 ↗
16. Guo Q. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 298210.1021/nl802042g ↗
17. Leschkies K. S. · ACS Nano · 2009 · 3 · 363810.1021/nn901139d ↗
18. Ma W. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 169910.1021/nl900388a ↗
19. Riha S. C. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2011 · 3 · 5810.1021/am1008584 ↗
20. Mora-Sero I. · J. Phys. Chem. C · 2007 · 111 · 1488910.1021/jp074907w ↗
21. Yu P. R. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 2545110.1021/jp064817b ↗
22. Luther J. M. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 348810.1021/nl802476m ↗
23. Debnath R. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 595210.1021/ja1013695 ↗
24. Ma W. · ACS Nano · 2011 · 5 · 814010.1021/nn202786g ↗
25. Acharya K. P. · ACS Nano · 2011 · 5 · 495310.1021/nn201064n ↗
26. Wang Q. · Nano Lett. · 2009 · 9 · 80610.1021/nl803513w ↗
27. Ip A. H. · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 57710.1038/nnano.2012.127 ↗
28. Coe S. · Nature · 2002 · 420 · 80010.1038/nature01217 ↗
29. Tessler N. · Science · 2002 · 295 · 150610.1126/science.1068153 ↗
30. Steckel J. S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2006 · 45 · 579610.1002/anie.200600317 ↗
31. Colvin V. L. · Nature · 1994 · 370 · 35410.1038/370354a0 ↗
32. Schlamp M. C. · J. Appl. Phys. · 1997 · 82 · 583710.1063/1.366452 ↗
33. Mattoussi H. · J. Appl. Phys. · 1998 · 83 · 796510.1063/1.367978 ↗
34. Sun Q. · Nat. Photonics · 2007 · 1 · 71710.1038/nphoton.2007.226 ↗
35. Beaulac R. · Adv. Funct. Mater. · 2008 · 18 · 387310.1002/adfm.200801016 ↗
36. Caruge J. M. · Nat. Photonics · 2008 · 2 · 24710.1038/nphoton.2008.34 ↗
37. Wang R. Y. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 228310.1021/nl8009704 ↗
38. Kovalenko M. V. · Science · 2009 · 324 · 141710.1126/science.1170524 ↗
39. Ridley B. A. · Science · 1999 · 286 · 74610.1126/science.286.5440.746 ↗
40. Lee S. · Superlattices Microstruct. · 2007 · 42 · 36110.1016/j.spmi.2007.04.036 ↗
41. Schneider J. J. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 338310.1002/adma.200800819 ↗
42. Talapin D. V. · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1882610.1021/jp046481g ↗
43. Talapin D. V. · Science · 2005 · 310 · 8610.1126/science.1116703 ↗
44. Lee J. S. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 967310.1021/ja802890f ↗
45. Lee J. S. · Nat. Nanotechnol. · 2011 · 6 · 34810.1038/nnano.2011.46 ↗
46. Guyot-Sionnest P. · J. Phys. Chem. Lett. · 2012 · 3 · 116910.1021/jz300048y ↗
47. Tang J. · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 1210.1002/adma.201001491 ↗
48. Talapin D. V. · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 38910.1021/cr900137k ↗
49. Gai I. · J. Phys. Chem. C · 2009 · 113 · 2150610.1021/jp905868f ↗
50. Tang J. · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 76510.1038/nmat3118 ↗
51. Liu Y. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 534910.1021/nl2028848 ↗
52. Mashford B. · J. Appl. Phys. · 2011 · 109 · 09430510.1063/1.3579442 ↗
53. Kinder E. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 2048810.1021/ja208670r ↗
54. Khon E. · Adv. Funct. Mater. · 2012 · 22 · 371410.1002/adfm.201200939 ↗
55. Choi J.-H. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 263110.1021/nl301104z ↗
56. Mott N. F. · Adv. Phys. · 1967 · 16 · 4910.1080/00018736700101265 ↗
57. Bose R. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 200610.1021/nl8011243 ↗
58. Pietryga J. M. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 487910.1021/ja710437r ↗
59. Pathan H. M. · Bull. Mater. Sci. · 2004 · 27 · 8510.1007/BF02708491 ↗
60. Chandler R. E. · Phys. Rev. B · 2007 · 75 · 085325-1010.1103/PhysRevB.75.085325 ↗
61. Pattantyus-Abraham A. G. · ACS Nano · 2010 · 4 · 337410.1021/nn100335g ↗
62. Zhitomirsky D. · ACS Nano · 2013 · 7 · 528210.1021/nn402197a ↗
63. Hines M. A. · Adv. Mater. · 2003 · 15 · 184410.1002/adma.200305395 ↗