Optical Absorption Exhibits Pseudo-Direct Band Gap of Wurtzite Gallium Phosphide

Autor(es)

da Silva, Bruno C. ^[1] ; Couto Jr, Odilon D. D. ; Obata, Helio T. ^{[2, 3]} ; de Lima, Mauricio M. ^[4] ; Bonani, Fabio D. ^{[5, 1]} ; de Oliveira, Caio E. ^{[5, 1]} ; Sipahi, Guilherme M. ^[5] ; Iikawa, Fernando ^{[2, 3]} ; Cotta, Monica A. ^{[2, 3]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Estadual Campinas, Inst Phys Gleb Wataghin, BR-13083859 Campinas - Brazil

^[2] Couto Jr, Jr., Odilon D. D., Univ Estadual Campinas, Inst Phys Gleb Wataghin, BR-13083859 Campinas - Brazil

^[3] Couto Jr, Jr., Odilon D. D., Sipahi, Guilherme M., Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, BR-13566590 Sao Carlos, SP, Brazil.da Silva, Bruno C., Univ Estadual Campinas, Inst Phys Gleb Wataghin, BR-13083859 Campinas - Brazil

^[4] Univ Valencia, Mat Sci Inst, Valencia 46071 - Spain

^[5] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, BR-13566590 Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 10, n. 1 MAY 13 2020.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Definitive evidence for the direct band gap predicted for Wurtzite Gallium Phosphide (WZ GaP) nanowires has remained elusive due to the lack of strong band-to-band luminescence in these materials. In order to circumvent this problem, we successfully obtained large volume WZ GaP structures grown by nanoparticle-crawling assisted Vapor-Liquid-Solid method. With these structures, we were able to observe bound exciton recombination at 2.14 eV with FHWM of approximately 1 meV. In addition, we have measured the optical absorption edges using photoluminescence excitation spectroscopy. Our results show a 10 K band gap at 2.19 eV and indicate a weak oscillator strength for the lowest energy band-to-band absorption edge, which is a characteristic feature of a pseudo-direct band gap semiconductor. Furthermore, the valence band splitting energies are estimated as 110 meV and 30 meV for the three highest bands. Electronic band structure calculations using the HSE06 hybrid density functional agree qualitatively with the valence band splitting energies. (AU)

• Processo FAPESP: 16/16365-6 - Nanoestruturas de semicondutoras III-V e suas propriedades ópticas
• Beneficiário: Fernando Iikawa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 12/11382-9 - Modulação ótica de sistemas nanoestruturados usando ondas acústicas de superfícies
• Beneficiário: Odilon Divino Damasceno Couto Júnior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 15/16611-4 - Nanofios semicondutores do tipo III-V: estudos de síntese voltados para aplicações em biologia
• Beneficiário: Mônica Alonso Cotta
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/24271-9 - Junções P-N em nanofios semicondutores III-V: uma plataforma para estudos aplicados
• Beneficiário: Bruno César da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado