Optical reflection, transmission, and absorption in arrays of GaAs and GaAs/AlGaAs core-shell nanowires are studied using transfer matrix and photonic bandgap formalisms, analyzing the effects of size, geometry, height, packing density, and polarization. Energy dependence of the spectra demonstrates optical modes in the dielectric, similar to guided resonant modes, and also the air bands. Simulation of polarization dependence verifies higher absorption with the electric field along the wire axis. Higher absorption at much lower volume compared to thin film, combined with excellent charge transport, make core-shell nanowire arrays excellent candidates for optoelectronics applications.

1.
M. D.
Kelzenberg
,
S. W.
Boettcher
,
J. A.
Petykiewicz
,
D. B.
Turner-Evans
,
M. C.
Putnam
,
E. L.
Warren
,
J. M.
Spurgeon
,
R. M.
Briggs
,
N. S.
Lewis
, and
Harry A.
Atwater
,
Nat. Mater.
9
,
239
(
2010
).
2.
L.
Hu
and
G.
Chen
,
Nano Lett.
7
,
3249
(
2007
).
3.
L.
Cao
,
J. S.
White
,
J. S.
Park
,
J. A.
Schuller
,
B. M.
Clemens
, and
M. L.
Brongersma
,
Nat. Mater.
8
,
643
(
2009
).
4.
Z.
Fan
,
H.
Razavi
,
J. W.
Do
,
A.
Moriwaki
,
O.
Ergen
,
Y. L.
Chueh
,
P. W.
Leu
,
J. C.
Ho
,
T.
Takahashi
,
L. A.
Reichertz
,
S.
Neale
,
K.
Yu
,
M.
Wu
,
J. W.
Ager
, and
A.
Javey
,
Nat. Mater.
8
,
648
(
2009
).
5.
L.
Tsakalakos
,
J.
Balch
,
J.
Fronheiser
,
M. Y.
Shih
,
S. F.
LeBoeuf
,
M.
Pietrzykowski
,
P. J.
Codella
,
B. A.
Korevaar
,
O.
Sulima
,
J.
Rand
,
A.
Davuluru
, and
U.
Rapol
,
J. Nanophotonics
1
,
013552
(
2007
).
6.
C.
Lin
and
M. L.
Povinelli
,
Opt. Express
17
,
19371
(
2009
).
7.
L.
Cao
,
J. S.
Park
,
P.
Fan
,
B.
Clemens
, and
M. L.
Brongersma
,
Nano Lett.
10
,
1229
(
2010
).
8.
J. D.
Joannopoulos
,
S. G.
Johnson
,
J. N.
Winn
, and
R. D.
Meade
,
Photonic Crystals: Molding the Flow of Light,
2nd ed. (
Princeton University Press
,
Princeton
,
2008
).
9.
L.
Cao
,
P.
Fan
,
A. P.
Vasudev
,
J. S.
White
,
Z.
Yu
,
W.
Cai
,
J. A.
Schuller
,
S.
Fan
, and
M. L.
Brongersma
,
Nano Lett.
10
,
439
(
2010
).
10.
G.
Chen
,
J.
Wu
,
Q.
Lu
,
H. R.
Gutierrez
,
Q.
Xiong
,
M. E.
Pellen
,
J. S.
Petko
,
D. H.
Werner
, and
P. C.
Eklund
,
Nano Lett.
8
,
1341
(
2008
).
11.
N.
Skold
,
L. S.
Karlsson
,
M. W.
Larsson
,
M.
Pistol
,
W.
Seifert
,
J.
Tragardh
, and
Lars
Samuelson
,
Nano Lett.
5
,
1943
(
2005
).
12.
J. A.
Czaban
,
D. A.
Thompson
, and
R. R.
LaPierre
,
Nano Lett.
9
,
148
(
2009
).
13.
Z.
Fan
,
R.
Kapadia
,
P. W.
Leu
,
X.
Zhang
,
Y. L.
Chueh
,
K.
Takei
,
K.
Yu
,
A.
Jamshidi
,
A. A.
Rathore
,
D. J.
Ruebusch
,
M.
Wu
, and
A.
Javey
,
Nano Lett.
10
(
10
),
3823
(
2010
).
14.
O. L.
Muskens
,
J. G.
Rivas
,
R. E.
Algra
,
E. P. A. M.
Bakkers
, and
A.
Lagendijk
,
Nano Lett.
8
,
2638
(
2008
).
15.
R. A.
Street
,
W. S.
Wong
, and
C.
Paulson
,
Nano Lett.
9
,
3494
(
2009
).
16.
A.
Convertino
,
M.
Cuscuna
, and
F.
Martelli
,
Nanotechnology
21
,
5701
(
2010
).
17.
M.
Li
,
Z. Y.
Li
,
K. M.
Ho
,
J. R.
Cao
, and
M.
Miyawaki
,
Opt. Lett.
31
,
262
(
2006
).
18.
M.
Li
,
X.
Hu
,
Z.
Ye
,
K. M.
Ho
,
J.
Cao
, and
M.
Miyawaki
,
Opt. Lett.
31
,
3498
(
2006
).
19.
20.
Y.
Huang
,
X.
Duan
,
Q.
Wei
, and
C. M.
Lieber
,
Science
291
,
630
(
2001
).
21.
M. S.
Gudiksen
,
L. J.
Lauhon
,
J.
Wang
,
D. C.
Smith
, and
C. M.
Lieber
,
Nature (London)
415
,
617
(
2002
).
22.
X. -Y.
Bao
,
C.
Soci
,
D.
Susac
,
J.
Bratvold
,
D. P. R.
Aplin
,
W.
Wei
,
C.-Y.
Chen
,
S. A.
Dayeh
,
K. L.
Kavanagh
, and
Deli
Wang
,
Nano Lett.
8
,
3755
(
2008
).
23.
P.
Paiano
,
P.
Prete
,
N.
Lovergine
, and
A.M.
Mancini
,
J. Appl. Phys.
100
,
094305
(
2006
).
24.
P.
Prete
,
F.
Marzo
,
P.
Paiano
,
N.
Lovergine
,
G.
Salviati
,
L.
Lazzarini
, and
T.
Sekiguchi
,
J Cryst. Growth
310
,
5114
(
2008
).
25.
E. D.
Palik
, in
Handbook of Optical Constants of Solids
, edited by
E. D.
Palik
(
Academic
,
Orlando
,
1985
).
26.
O. J.
Glembocki
and
K.
Takarabe
, in
Handbook of Optical Constants of Solids
, edited by
E. D.
Palik
(
Academic
,
Orlando
,
1985
).
27.
L.
Cao
,
B.
Nabet
, and
J.
Spanier
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
157402
(
2006
).
28.
L. T.
Perelman
,
V.
Backman
,
M.
Wallace
,
G.
Zonios
,
R.
Manoharan
,
A.
Nusrat
,
S.
Shields
,
M.
Seiler
,
C.
Lima
,
T.
Hamano
,
I.
Itzkan
,
J. Van
Dam
,
J. M.
Crawford
, and
M. S.
Feld
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
627
(
1998
).
29.
A. W.
Snyder
and
J.
Love
,
Optical Waveguide Theory
(
Springer
,
Berlin
,
1983
).
You do not currently have access to this content.