journal article·2015-01-27

A Phonon Scattering Bottleneck for Carrier Cooling in Lead Chalcogenide Nanocrystals

Pieter Geiregat, Christophe Delerue, Yolanda Justo, Michiel Aerts, Frank Spoor, Dries Van Thourhout, Laurens D. A. Siebbeles, Guy Allan, Arjan J. Houtepen, Zeger Hens

ACS Nano· Volume 9· Issue 1
Publisher page

Abstract

The cooling dynamics of hot charge carriers in colloidal lead chalcogenide nanocrystals is studied by hyperspectral transient absorption spectroscopy. We demonstrate a transient accumulation of charge carriers at a high energy critical point in the Brillouin zone. Using a theoretical study of the cooling rate in lead chalcogenides, we attribute this slowing down of charge carrier cooling to a phonon scattering bottleneck around this critical point. The relevance of this observation for the possible harvesting of the excess energy of hot carriers by schemes such as multiexciton generation is discussed.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Phase-change materials and chalcogenides

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Photonics Research Group, Ghent University, 9000 Ghent, Belgium

Physics and Chemistry of Nanostructures, Ghent University, 9000 Ghent, Belgium

Center for Nano and Biophotonics, Ghent University, 9000 Ghent, Belgium

IEMN, Département ISEN, UMR CNRS, 59046 Lille Cedex, France

Optoelectronic Materials Section, TU Delft, 2628 BL Delft, The Netherlands

Funding

Federaal Wetenschapsbeleid · Advanced Dutch Energy Materials Innovation Lab · Fonds Wetenschappelijk Onderzoek · Universiteit Gent · Foundation for Fundamental Research on Matter · European Commission

References (45)

Show source-provided references
1. Shockley W. · J. Appl. Phys. · 1961 · 32 · 51010.1063/1.1736034 ↗
2. Ross R. · J. Appl. Phys. · 1982 · 53 · 381310.1063/1.331124 ↗
3. Kambhampati P. · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 2208910.1021/jp2058673 ↗
4. Li W. · Nano Lett. · 2014 · 14 · 95510.1021/nl404356t ↗
5. Abb M. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 245710.1021/nl200901w ↗
6. Mukherjee S. · Nano Lett. · 2013 · 13 · 24010.1021/nl303940z ↗
7. Clavero C. · Nat. Photonics · 2014 · 8 · 9510.1038/nphoton.2013.238 ↗
8. Giugni A. · Nat. Nanotechnol. · 2013 · 8 · 84510.1038/nnano.2013.207 ↗
9. Nozik A. · Annu. Rev. Phys. Chem. · 2001 · 52 · 19310.1146/annurev.physchem.52.1.193 ↗
10. Pandey A. · Science · 2008 · 322 · 92910.1126/science.1159832 ↗
11. Tisdale W. A. · Science · 2010 · 328 · 154310.1126/science.1185509 ↗
12. Wang H. · Nano Lett. · 2014 · 14 · 578010.1021/nl5026634 ↗
13. Sandeep C. S. S. · Nat. Commun. · 2013 · 4 · 236010.1038/ncomms3360 ↗
14. Aerts M. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 448510.1021/nl202915p ↗
15. Semonin O. E. · Science · 2011 · 334 · 153010.1126/science.1209845 ↗
16. Klimov V. I. · Nano Lett. · 2012 · 12 · 62210.1021/nl203367m ↗
17. Lee J.-W. · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 105010.1038/srep01050 ↗
18. Hens Z. · Phys. Rev. Lett. · 2004 · 92 · 02680810.1103/PhysRevLett.92.026808 ↗
19. Cademartiri L. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1033710.1021/ja063166u ↗
20. Koole R. · Small · 2008 · 4 · 12710.1002/smll.200700632 ↗
21. Moreels I. · ACS Nano · 2009 · 3 · 302310.1021/nn900863a ↗
22. Kanazawa H. · J. Appl. Phys. · 1998 · 83 · 599710.1063/1.367466 ↗
23. Moreels I. · ACS Nano · 2011 · 5 · 200410.1021/nn103050w ↗
24. Klimov V. · J. Phys. Chem. B · 2000 · 104 · 611210.1021/jp9944132 ↗
25. De Geyter B. · ACS Nano · 2012 · 6 · 606710.1021/nn301149x ↗
26. Geiregat P. · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 2228410.1021/jp505530k ↗
27. Cho B. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 249810.1021/nl1010349 ↗
28. Kohn S. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 1973 · 8 · 147710.1103/PhysRevB.8.1477 ↗
29. Conwell E. · 1967
30. Fröhlich H. · Philos. Mag. · 1950 · 41 · 22110.1080/14786445008521794 ↗
31. Fröhlich H. · Proc. R. Soc. London, Ser. A · 1937 · 160 · 23010.1098/rspa.1937.0106 ↗
32. Dalven R. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 1971 · 3 · 195310.1103/PhysRevB.3.1953 ↗
33. Habinshuti J. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2013 · 88 · 11531310.1103/PhysRevB.88.115313 ↗
34. Kohn W. · Phys. Rev. · 1955 · 97 · 86910.1103/PhysRev.97.869 ↗
35. Takagahara T. · Phys. Rev. Lett. · 1993 · 71 · 357710.1103/PhysRevLett.71.3577 ↗
36. Midgett A. G. · Nano Lett. · 2013 · 13 · 307810.1021/nl4009748 ↗
37. Nootz G. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2011 · 83 · 15530210.1103/PhysRevB.83.155302 ↗
38. Midgett A. G. · J. Phys. Chem. C · 2010 · 114 · 1748610.1021/jp1057786 ↗
39. Pijpers J. J. H. · Nat. Phys. · 2009 · 5 · 81110.1038/nphys1393 ↗
40. Beard M. C. · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 125210.1021/ar3001958 ↗
41. Allan G. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2006 · 73 · 20542310.1103/PhysRevB.73.205423 ↗
42. Allan G. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2008 · 77 · 12534010.1103/PhysRevB.77.125340 ↗
43. Velizhanin K. A. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2012 · 86 · 16531910.1103/PhysRevB.86.165319 ↗
44. Delerue C. · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2010 · 81 · 12530610.1103/PhysRevB.81.125306 ↗
45. Jorio A. · Nano Lett. · 2014 · 14 · 568710.1021/nl502412g ↗