Dynamics and mechanisms of photocreated carriers decay in individual core/shell (Zn,Mn)Te/(Zn,Mg)Te semimagnetic nanowires are studied with a high temporal resolution. Exciton lifetime determined to 44 ± 5 ps is found to increase to 78 ± 5 ps upon application of magnetic field of up to 10 T. A quantitative modeling attributes the effects observed in time-resolved and time-integrated micro-photoluminescence to the magnetic field induced quenching of exchange Auger type, non-radiative carrier recombination related to Mn2+ ions. The reported properties of the semimagnetic nanowires are promising for their implementation in high-speed devices exploiting light-induced conductivity.

1.
M. H.
Huang
,
S.
Mao
,
H.
Feick
,
H.
Yan
,
Y.
Wu
,
H.
Kind
,
E.
Weber
,
R.
Russo
, and
P.
Yang
,
Science
292
,
1897
(
2001
).
2.
K.
Korona
,
A.
Reszka
,
M.
Sobańska
,
P.
Perkowska
,
A.
Wysmołek
,
K.
Klosek
, and
Z.
Zytkiewicz
,
J. Lumin.
155
,
293
(
2014
).
3.
Y.
Wu
,
J.
Xiang
,
C.
Yang
,
W.
Lu
, and
C. M.
Lieber
,
Nature
430
,
61
(
2004
).
4.
K. T.
Fountaine
,
W. S.
Whitney
, and
H. A.
Atwater
,
J. Appl. Phys.
116
,
153106
(
2014
).
5.
Y.
Calahorra
,
E.
Yalon
, and
D.
Ritter
,
J. Appl. Phys.
117
,
034308
(
2015
).
6.
Y.
Cui
,
Q.
Wei
,
H.
Park
, and
C. M.
Lieber
,
Science
293
,
1289
(
2001
).
7.
Y.
Li
,
F.
Qian
,
J.
Xiang
, and
C. M.
Lieber
,
Mater. Today
9
,
18
(
2006
).
8.
H.-Y.
Cha
,
H.
Wu
,
S.
Chae
, and
M. G.
Spencer
,
J. Appl. Phys.
100
,
024307
(
2006
).
9.
A.
Kolmakov
,
Y.
Zhang
,
G.
Cheng
, and
M.
Moskovits
,
Adv. Mater.
15
,
997
(
2003
).
10.
C.
Soci
,
A.
Zhang
,
X.-Y.
Bao
,
H.
Kim
,
Y.
Lo
, and
D.
Wang
,
J. Nanosci. Nanotechnol.
10
,
1430
(
2010
).
11.
T.
Dietl
,
H.
Ohno
,
F.
Matsukura
,
J.
Cibert
, and
D.
Ferrand
,
Science
287
,
1019
(
2000
).
12.
T.
Dietl
,
Nat. Mater.
9
,
965
(
2010
).
13.
J.
Kobak
,
T.
Smoleński
,
M.
Goryca
,
M.
Papaj
,
K.
Gietka
,
A.
Bogucki
,
M.
Koperski
,
J.-G.
Rousset
,
J.
Suffczyński
,
E.
Janik
 et al,
Nat. Commun.
5
,
3191
(
2014
).
14.
P. V.
Radovanovic
,
C. J.
Barrelet
,
S.
Gradeak
,
F.
Qian
, and
C. M.
Lieber
,
Nano Lett.
5
,
1407
(
2005
).
15.
C. W.
Na
,
D. S.
Han
,
D. S.
Kim
,
Y. J.
Kang
,
J. Y.
Lee
,
J.
Park
,
D. K.
Oh
,
K. S.
Kim
, and
D.
Kim
,
J. Phys. Chem. B
110
,
6699
(
2006
).
16.
T.
Kang
,
J.
Sung
,
W.
Shim
,
H.
Moon
,
J.
Cho
,
Y.
Jo
,
W.
Lee
, and
B.
Kim
,
J. Phys. Chem. C
113
,
5352
(
2009
).
17.
B. J.
Cooley
,
T. E.
Clark
,
B. Z.
Liu
,
C. M.
Eichfeld
,
E. C.
Dickey
,
S. E.
Mohney
,
S. A.
Crooker
, and
N.
Samarth
,
Nano Lett.
9
,
3142
(
2009
).
18.
P.
Wojnar
,
E.
Janik
,
L. T.
Baczewski
,
S.
Kret
,
E.
Dynowska
,
T.
Wojciechowski
,
J.
Suffczyński
,
J.
Papierska
,
P.
Kossacki
,
G.
Karczewski
 et al,
Nano Lett.
12
,
3404
(
2012
).
19.
Z.
Li
,
A. J.
Du
,
Q.
Sun
,
M.
Aljada
,
Z. H.
Zhu
, and
G. Q. M.
Lu
,
Nanoscale
4
,
1263
(
2012
).
20.
K.
Gas
,
J.
Sadowski
,
T.
Kasama
,
A.
Siusys
,
W.
Zaleszczyk
,
T.
Wojciechowski
,
J.-F.
Morhange
,
A.
Altintas
,
H. Q.
Xu
, and
W.
Szuszkiewicz
,
Nanoscale
5
,
7410
(
2013
).
21.
N.
Vernier
,
J. P.
Adam
,
A.
Thiaville
,
V.
Jeudy
,
A.
Lemaitre
,
J.
Ferré
, and
G.
Faini
,
Phys. Rev. B
88
,
224415
(
2013
).
22.
R.
Liu
,
L.
Shi
, and
B.
Zou
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
6
,
10353
(
2014
).
23.
R.
Vyas
,
P.
Kumar
,
J.
Dwivedi
,
S.
Sharma
,
S.
Khan
,
R.
Divakar
,
A.
Anshul
,
K.
Sachdev
,
S. K.
Sharma
, and
B. K.
Gupta
,
RSC Adv.
4
,
54953
(
2014
).
24.
J. K.
Furdyna
,
J. Appl. Phys.
64
,
R29
(
1988
).
25.
J.
Kulkarni
,
O.
Kazakova
, and
J.
Holmes
,
Appl. Phys. A
85
,
277
(
2006
).
26.
C. T.
Huang
,
C. L.
Hsin
,
K. W.
Huang
,
C. Y.
Lee
,
P. H.
Yeh
,
U. S.
Chen
, and
L. J.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
093133
(
2007
).
27.
R. R.
Prabhakar
,
N.
Mathews
,
K. B.
Jinesh
,
K. R. G.
Karthik
,
S. S.
Pramana
,
B.
Varghese
,
C. H.
Sow
, and
S.
Mhaisalkar
,
J. Mater. Chem.
22
,
9678
(
2012
).
28.
Z.
Li
,
J.
Salfi
,
C.
De Souza
,
P.
Sun
,
S. V.
Nair
, and
H. E.
Ruda
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
063510
(
2010
).
29.
Y. L.
Cao
,
Z. T.
Liu
,
L. M.
Chen
,
Y. B.
Tang
,
L. B.
Luo
,
J. S.
Jie
,
W. J.
Zhang
,
S. T.
Lee
, and
C. S.
Lee
,
Opt. Express
19
,
6100
(
2011
).
30.
V.
Logeeswaran
,
A.
Sarkar
,
M.
Islam
,
N.
Kobayashi
,
J.
Straznicky
,
X.
Li
,
W.
Wu
,
S.
Mathai
,
M.
Tan
,
S.-Y.
Wang
 et al,
Appl. Phys. A
91
,
1
5
(
2008
).
31.
W.
Zhou
,
D.
Tang
, and
B.
Zou
,
Physica E
47
,
162
(
2013
).
32.
W.
Pacuski
,
J.
Suffczyński
,
P.
Osewski
,
P.
Kossacki
,
A.
Golnik
,
J. A.
Gaj
,
C.
Deparis
,
C.
Morhain
,
E.
Chikoidze
,
Y.
Dumont
 et al,
Phys. Rev. B
84
,
035214
(
2011
).
33.
M. K.
Kneip
,
D. R.
Yakovlev
,
M.
Bayer
,
A. A.
Maksimov
,
I. I.
Tartakovskii
,
D.
Keller
,
W.
Ossau
,
L. W.
Molenkamp
, and
A.
Waag
,
Phys. Rev. B
73
,
035306
(
2006
).
34.
K.
Shibata
,
K.
Takabayashi
,
I.
Souma
,
J.
Shen
,
K.
Yanata
, and
Y.
Oka
,
Physica E
10
,
358
(
2001
).
35.
A. V.
Chernenko
,
P. S.
Dorozhkin
,
V. D.
Kulakovskii
,
A. S.
Brichkin
,
S. V.
Ivanov
, and
A. A.
Toropov
,
Phys. Rev. B
72
,
045302
(
2005
).
36.
R.
Beaulac
,
P. I.
Archer
,
X.
Liu
,
S.
Lee
,
G. M.
Salley
,
M.
Dobrowolska
,
J. K.
Furdyna
, and
D. R.
Gamelin
,
Nano Lett.
8
,
1197
(
2008
).
37.
L. J.
Lauhon
,
M. S.
Gudiksen
,
D.
Wang
, and
C. M.
Lieber
,
Nature
420
,
57
(
2002
).
38.
X.
Liu
,
U.
Bindley
,
Y.
Sasaki
, and
J. K.
Furdyna
,
J. Appl. Phys.
91
,
2859
(
2002
).
39.
P.
Wojnar
,
E.
Janik
,
L.
Baczewski
,
S.
Kret
,
G.
Karczewski
,
T.
Wojtowicz
,
M.
Goryca
,
T.
Kazimierczuk
, and
P.
Kossacki
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
113109
(
2011
).
40.
J. A.
Gaj
,
R. R.
Gała̧zka
, and
M.
Nawrocki
,
Solid State Commun.
25
,
193
(
1978
).
41.
A.
Twardowski
,
P.
Swiderski
,
M.
Vonortenberg
, and
R.
Pauthenet
,
Solid State Commun.
50
,
509
(
1984
).
42.
V.
Abramishvili
,
A.
Komarov
,
S.
Ryabchenko
, and
Y.
Semenov
,
Solid State Commun.
78
,
1069
(
1991
).
43.
M.
Nawrocki
,
Y.
Rubo
,
J. P.
Lascaray
, and
D.
Coquillat
,
Phys. Rev. B
52
,
R2241
(
1995
).
44.
S.
Lee
,
M.
Dobrowolska
, and
J. K.
Furdyna
,
Phys. Rev. B
72
,
075320
(
2005
).
45.
R.
Brazis
and
J.
Kossut
,
Solid State Commun.
122
,
73
(
2002
).
46.
B.
Fluegel
,
K.
Alberi
,
M. J.
DiNezza
,
S.
Liu
,
Y.-H.
Zhang
, and
A.
Mascarenhas
,
Phys. Rev. Appl.
2
,
034010
(
2014
).
47.
M.
Szymura
,
P.
Wojnar
,
Ł.
Kłopotowski
,
J.
Suffczyński
,
M.
Goryca
,
T.
Smoleński
,
P.
Kossacki
,
W.
Zaleszczyk
,
T.
Wojciechowski
,
G.
Karczewski
 et al,
Nano Lett.
15
,
1972
(
2015
).
48.
S.
Horoz
,
Q.
Dai
,
F. S.
Maloney
,
B.
Yakami
,
J. M.
Pikal
,
X.
Zhang
,
J.
Wang
,
W.
Wang
, and
J.
Tang
,
Phys. Rev. Appl.
3
,
024011
(
2015
).
You do not currently have access to this content.