Sharp exponential band tails in highly disordered lead sulfide quantum dot arrays

量子点 硫化铅 材料科学 微晶 光电流 带隙 半导体 俘获 凝聚态物理 光电子学 纳米晶 分子物理学 纳米技术 物理 生态学 冶金 生物
作者
Peter T. Erslev,Hsiang‐Yu Chen,Jianbo Gao,Matthew C. Beard,Arthur J. Frank,Jao van de Lagemaat,Justin C. Johnson,Joseph M. Luther
出处
期刊:Physical Review B [American Physical Society]
卷期号:86 (15) 被引量:57
标识
DOI:10.1103/physrevb.86.155313
摘要

We employ temperature-dependent, illumination intensity modulated photocurrent spectroscopy (IMPS) to investigate the intra-band-gap density of states in films of PbS quantum dots (QDs). Using both coplanar electrode and stacked photovoltaic device configurations, IMPS measurements of PbS QD arrays show evidence of carrier trapping in exponential band tails extending from the band edges into the gap. The band tails have characteristic energies near 14 meV, similar to those found in other larger grain, polycrystalline bulk semiconductors, rather than the large Urbach energies normally associated with nanocrystals and porous/polycrystalline films. This result helps explain recent success in using QD solids in device applications and indicates potential for QD materials to compete with bulk materials in semiconductor applications.
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