Germanane is a two-dimensional, strongly confined form of germanium. It presents an interesting combination of (i) ease of integration with CMOS technology, (ii) low toxicity, and (iii) electronic confinement which transforms the indirect bandgap of the bulk material into a direct bandgap featuring photoluminescence. However, the optoelectronic properties of this material remain far less investigated than its structural properties. Here, we investigate the photoluminescence and transport properties of arrays of methyl-terminated germanane flakes. The photoluminescence appears to have two contributions, one from the band edge and the other from trap states. The dynamics of the exciton appear to be in the range of 1–100 ns. Conduction in this material appears to be p-type, while the photoconduction time response can be made as short as 100 μs.
References
1.
H.
Chen
, H.
Liu
, Z.
Zhang
, K.
Hu
, and X.
Fang
, Adv. Mater.
28
, 403
(2016
).2.
N.
Goubet
, A.
Jagtap
, C.
Livache
, B.
Martinez
, H.
Portalès
, X. Z.
Xu
, R. P. S. M.
Lobo
, B.
Dubertret
, and E.
Lhuillier
, J. Am. Chem. Soc.
140
, 5033
(2018
).3.
T.
Erdem
and H. V.
Demir
, Color Science and Photometry for Lighting with LEDs and Semiconductor Nanocrystals
(Springer
Singapore
, 2019
).4.
B.
Martinez
, J.
Ramade
, C.
Livache
, N.
Goubet
, A.
Chu
, C.
Greboval
, J.
Qu
, W.
Watkins
, L.
Becerra
, E.
Dandeu
, J. L.
Fave
, C.
Méthivier
, E.
Lacaze
, and E.
Lhuillier
, Adv. Opt. Mater.
2019
, 1900348
.5.
E.
Georgitzikis
, P. E.
Malinowski
, L. M.
Hagclsieb
, V.
Pejovic
, G.
Uytterhoeven
, S.
Guerrieri
, A.
Süss
, C.
Cavaco
, K.
Chatzinis
, J.
Maes
, Z.
Hens
, P.
Heremans
, and D.
Cheyns
, in 2018 IEEE Sensors
(2018
), pp. 1
–4
.6.
B. T.
Diroll
, K. S.
Schramke
, P.
Guo
, U. R.
Kortshagen
, and R. D.
Schaller
, Nano Lett.
17
, 6409
(2017
).7.
L.
Mangolini
, E.
Thimsen
, and U.
Kortshagen
, Nano Lett.
5
, 655
(2005
).8.
X.
Lu
, B. A.
Korgel
, and K. P.
Johnston
, Chem. Mater.
17
, 6479
(2005
).9.
X.
Lu
, K. J.
Ziegler
, A.
Ghezelbash
, K. P.
Johnston
, and B. A.
Korgel
, Nano Lett.
4
, 969
(2004
).10.
P.
Vogt
, P.
De Padova
, C.
Quaresima
, J.
Avila
, E.
Frantzeskakis
, M. C.
Asensio
, A.
Resta
, B.
Ealet
, and G.
Le Lay
, Phys. Rev. Lett.
108
, 155501
(2012
).11.
M. E.
Dávila
, L.
Xian
, S.
Cahangirov
, A.
Rubio
, and G. L.
Lay
, New J. Phys.
16
, 095002
(2014
).12.
W.
Peng
, T.
Xu
, P.
Diener
, L.
Biadala
, M.
Berthe
, X.
Pi
, Y.
Borensztein
, A.
Curcella
, R.
Bernard
, G.
Prévot
, and B.
Grandidier
, ACS Nano
12
, 4754
(2018
).13.
Z.
Ni
, Q.
Liu
, K.
Tang
, J.
Zheng
, J.
Zhou
, R.
Qin
, Z.
Gao
, D.
Yu
, and J.
Lu
, Nano Lett.
12
, 113
(2012
).14.
S.
Jiang
, M. Q.
Arguilla
, N. D.
Cultrara
, and J. E.
Goldberger
, Chem. Mater.
28
, 4735
(2016
).15.
S.
Jiang
, S.
Butler
, E.
Bianco
, O. D.
Restrepo
, W.
Windl
, and J. E.
Goldberger
, Nat. Commun.
5
, 3389
(2014
).16.
T. J.
Asel
, E.
Yanchenko
, X.
Yang
, S.
Jiang
, K.
Krymowski
, Y.
Wang
, A.
Trout
, D. W.
McComb
, W.
Windl
, J. E.
Goldberger
, and L. J.
Brillson
, Appl. Phys. Lett.
113
, 061110
(2018
).17.
Y.
Ma
, Y.
Dai
, W.
Wei
, B.
Huang
, and M.-H.
Whangbo
, Sci. Rep.
4
, 7297
(2014
).18.
Z.
Liu
, Z.
Wang
, Q.
Sun
, Y.
Dai
, and B.
Huang
, Appl. Surf. Sci.
467-468
, 881
(2019
).19.
G.
Coloyan
, N. D.
Cultrara
, A.
Katre
, J.
Carrete
, M.
Heine
, E.
Ou
, J.
Kim
, S.
Jiang
, L.
Lindsay
, N.
Mingo
, D.
Broido
, J. P.
Heremans
, J.
Goldberger
, and L.
Shi
, Appl. Phys. Lett.
109
, 131907
(2016
).20.
N. D.
Cultrara
, Y.
Wang
, M. Q.
Arguilla
, M. R.
Scudder
, S.
Jiang
, W.
Windl
, S.
Bobev
, and J. E.
Goldberger
, Chem. Mater.
30
, 1335
(2018
).21.
E.
Bianco
, S.
Butler
, S.
Jiang
, O. D.
Restrepo
, W.
Windl
, and J. E.
Goldberger
, ACS Nano
7
, 4414
(2013
).22.
R. K.
Ghosh
, M.
Brahma
, and S.
Mahapatra
, IEEE Trans. Electron Devices
61
, 2309
(2014
).23.
H.
Shu
, Y.
Li
, S.
Wang
, and J.
Wang
, J. Phys. Chem. C
119
, 15526
(2015
).24.
N. D.
Cultrara
, M. Q.
Arguilla
, S.
Jiang
, C.
Sun
, M. R.
Scudder
, R. D.
Ross
, and J. E.
Goldberger
, Beilstein J. Nanotechnol.
8
, 1642
(2017
).25.
W.
Amamou
, P. M.
Odenthal
, E. J.
Bushong
, D. J.
O'Hara
, Y. K.
Luo
, J.
van Baren
, I.
Pinchuk
, Y.
Wu
, A. S.
Ahmed
, J.
Katoch
, M. W.
Bockrath
, H. W. K.
Tom
, J. E.
Goldberger
, and R. K.
Kawakami
, 2D Mater.
2
, 035012
(2015
).26.
B. N.
Madhushankar
, A.
Kaverzin
, T.
Giousis
, G.
Potsi
, D.
Gournis
, P.
Rudolf
, G. R.
Blake
, C. H.
van der Wal
, and B. J.
van Wees
, 2D Mater.
4
, 021009
(2017
).27.
N. G.
Sahoo
, R. J.
Esteves
, V. D.
Punetha
, D.
Pestov
, I. U.
Arachchige
, and J. T.
McLeskey
, Appl. Phys. Lett.
109
, 023507
(2016
).28.
M. Q.
Arguilla
, N. D.
Cultrara
, M. R.
Scudder
, S.
Jiang
, R. D.
Ross
, and J. E.
Goldberger
, J. Mater. Chem. C
5
, 11259
(2017
).29.
A. C.
Serino
, J. S.
Ko
, M. T.
Yeung
, J. J.
Schwartz
, C. B.
Kang
, S. H.
Tolbert
, R. B.
Kaner
, B. S.
Dunn
, and P. S.
Weiss
, ACS Nano
11
, 7995
(2017
).30.
W. D.
Kim
, D.
Kim
, D.-E.
Yoon
, H.
Lee
, J.
Lim
, W. K.
Bae
, and D. C.
Lee
, Chem. Mater.
31
, 3066
(2019
).31.
N. M.
Ravindra
and V. K.
Srivastava
, J. Phys. Chem. Solids
40
, 791
(1979
).32.
E.
Izquierdo
, A.
Robin
, S.
Keuleyan
, N.
Lequeux
, E.
Lhuillier
, and S.
Ithurria
, J. Am. Chem. Soc.
138
, 10496
(2016
).33.
H.
Henck
, D.
Pierucci
, J.
Chaste
, C. H.
Naylor
, J.
Avila
, A.
Balan
, M. G.
Silly
, M. C.
Asensio
, F.
Sirotti
, A. T. C.
Johnson
, E.
Lhuillier
, and A.
Ouerghi
, Appl. Phys. Lett.
109
, 113103
(2016
).34.
E.
Lhuillier
, S.
Ithurria
, A.
Descamps-Mandine
, T.
Douillard
, R.
Castaing
, X. Z.
Xu
, P.-L.
Taberna
, P.
Simon
, H.
Aubin
, and B.
Dubertret
, J. Phys. Chem. C
119
, 21795
(2015
).35.
L. J.
Willis
, J. A.
Fairfield
, T.
Dadosh
, M. D.
Fischbein
, and M.
Drndic
, Nano Lett.
9
, 4191
(2009
).36.
E.
Lhuillier
, J.-F.
Dayen
, D. O.
Thomas
, A.
Robin
, B.
Doudin
, and B.
Dubertret
, Nano Lett.
15
, 1736
(2015
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
