Multilayers of Ge quantum dots (QDs, 3 nm in diameter) embedded in SiO2, separated by SiO2 barrier layer (3, 9, or 20 nm thick), have been synthesized by sputter deposition and characterized by transmission electron microscopy and light absorption spectroscopy. Quantum confinement affects the optical bandgap energy (1.9 eV for QDs, 0.8 eV for bulk Ge); moreover, the absorption probability greatly depends on the QD-QD distance. A strong electronic coupling among Ge QDs is evidenced, with a significant increase of the light absorption efficiency when the QD-QD distance is reduced. These data unveil promising aspects for light harvesting with nanostructures.
REFERENCES
1.
M. C.
Beard
, K. P.
Knutsen
, P.
Yu
, J. M.
Luther
, Q.
Song
, W. K.
Metzger
, R. J.
Ellingson
, and A. J.
Nozik
, Nano Lett.
7
, 2506
(2007
).2.
G.
Conibeer
, M.
Green
, E.
Cho
, D.
Konig
, Y.
Cho
, T.
Fangsuwannarak
, G.
Scardera
, E.
Pink
, Y.
Huang
, T.
Puzzer
, S.
Huang
, D.
Song
, C.
Flynn
, S.
Park
, X.
Hao
, and D.
Mansfield
, Thin Solid Films
516
, 6748
(2008
).3.
A.
Slaoui
and R. T.
Collins
, MRS Bull.
32
, 211
(2007
).4.
Y. M.
Niquet
, G.
Allan
, C.
Delerue
, and M.
Lannoo
, Appl. Phys. Lett.
77
, 1182
(2000
).5.
C. S.
Garoufalis
, J. Math. Chem.
46
, 934
(2009
).6.
M.
Yu
, C. S.
Jayanthi
, D. A.
Drabold
, and S. Y.
Wu
, Phys. Rev. B
68
, 035404
(2003
).7.
S.
Mirabella
, S.
Cosentino
, A.
Gentile
, G.
Nicotra
, N.
Piluso
, L. V.
Mercaldo
, F.
Simone
, C.
Spinella
, and A.
Terrasi
, Appl. Phys. Lett.
101
, 011911
(2012
).8.
C. W.
Teng
, J. F.
Muth
, R. M.
Kolbas
, K. M.
Hassan
, A. K.
Sharma
, A.
Kvit
, and J.
Narayan
, Appl. Phys. Lett.
76
, 43
(2000
).9.
S.
Cosentino
, S.
Mirabella
, M.
Miritello
, G.
Nicotra
, R. L.
Savio
, F.
Simone
, C.
Spinella
, and A.
Terrasi
, Nanoscale Res. Lett.
6
, 135
(2011
).10.
G. H.
Shih
, C. G.
Allen
, and B. G.
Potter
, Jr., Nanotechnology
23
, 075203
(2012
).11.
S.
Mirabella
, R.
Agosta
, G.
Franzò
, I.
Crupi
, M.
Miritello
, R.
Lo Savio
, M. A.
Di Stefano
, S.
Di Marco
, F.
Simone
, and A.
Terrasi
, J. Appl. Phys.
106
, 103505
(2009
).12.
R.
Guerra
and S.
Ossicini
, Phys. Rev. B
81
, 245307
(2010
).13.
C.
Bulutay
, Phys. Rev. B
76
, 205321
(2007
).14.
C.
Uhrenfeldt
, J.
Chevallier
, A. N.
Larsen
, and B. B.
Nielsen
, J. Appl. Phys.
109
, 094314
(2011
).15.
J.
Tauc
, in Amorphous and Liquid Semiconductors
, edited by J.
Tauc
(Plenum
, New York
, 1974
), p. 175
.16.
S.
Knief
and W.
von Niessen
, Phys. Rev. B
59
, 12940
(1999
).17.
S.
Cosentino
, M.
Miritello
, I.
Crupi
, G.
Nicotra
, F.
Simone
, C.
Spinella
, A.
Terrasi
, and S.
Mirabella
, Nanoscale Res. Lett.
8
, 128
(2013
).18.
E. G.
Barbagiovanni
, D. J.
Lockwood
, P. J.
Simpson
, and L. V.
Goncharova
, J. Appl. Phys.
111
, 034307
(2012
).19.
S.
Cosentino
, P.
Liu
, S. T.
Le
, S.
Lee
, D.
Paine
, A.
Zaslavsky
, D.
Pacifici
, S.
Mirabella
, M.
Miritello
, I.
Crupi
, and A.
Terrasi
, Appl. Phys. Lett.
98
, 221107
(2011
).20.
G.
Allan
and C.
Delerue
, Phys. Rev. B
75
, 195311
(2007
).21.
R.
Baer
and E.
Rabani
, J. Chem. Phys.
128
, 184710
(2008
).22.
F.
Priolo
, G.
Franzò
, D.
Pacifici
, V.
Vinciguerra
, F.
Iacona
, and A.
Irrera
, J. Appl. Phys.
89
, 264
(2001
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
