Plasmonic doped semiconductor nanocrystals: Properties, fabrication, applications and perspectives

兴奋剂 硫系化合物 等离子体子 半导体 光电子学 材料科学 纳米技术 纳米晶
作者
Ilka Kriegel,Francesco Scotognella,Liberato Manna
出处
期刊:Physics Reports [Elsevier BV]
卷期号:674: 1-52 被引量:232
标识
DOI:10.1016/j.physrep.2017.01.003
摘要

Degenerately doped semiconductor nanocrystals (NCs) are of recent interest to the NC community due to their tunable localized surface plasmon resonances (LSPRs) in the near infrared (NIR). The high level of doping in such materials with carrier densities in the range of 1021 cm^-3 leads to degeneracy of the doping levels and intense plasmonic absorption in the NIR. The lower carrier density in degenerately doped semiconductor NCs compared to noble metals enables LSPR tuning over a wide spectral range, since even a minor change of the carrier density strongly affects the spectral position of the LSPR. We focus on copper chalcogenide NCs and impurity doped metal oxide NCs as the most investigated alternatives to noble metals. We shed light on the structural changes upon LSPR tuning in vacancy doped copper chalcogenide NCs and deliver a picture for the fundamentally different mechanism of LSPR modification of impurity doped metal oxide NCs. We review on the peculiar optical properties of plasmonic degenerately doped NCs by highlighting the variety of different optical measurements and optical modeling approaches. These findings are merged in an exhaustive section on new and exciting applications based on the special characteristics that plasmonic semiconductor NCs bring along.
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