HgTeナノ結晶からのエレクトロルミネッセンスとアクティブイメージングへの応用

Electroluminescence from HgTe Nanocrystals and its Use for Active Imaging.

• Junling Qu
• Prachi Rastogi
• Charlie Greboval
• Delphine Lagarde
• Audrey Chu
• Corentin Dabard
• Adrien Khalili Lazarjani
• Hervé Cruguel
• Cedric Robert
• Xiang Zhen Xu
• Sandrine Ithurria
• Mathieu G Silly
• Simon Ferr Eacute
• Xavier Marie
• Emmanuel Lhuillier

抄録

テルル化水銀(HgTe)ナノ結晶は、可視域からテラヘルツ域まで同調可能な第一光吸収を持つ、最も汎用性の高い赤外(IR)材料の一つである。そのため、近赤外発光体や低コスト赤外検出器の吸収体として広く検討されてきました。しかし、HgTeのエレクトロルミネッセンスは、従来の硫化鉛(PbS)に比べて長波長化が可能であるにもかかわらず、まだ十分な研究がなされていませんでした。ここでは、酸化インジウムスズ（ITO）/酸化亜鉛（ZnO）/ZnO-HgTe/PbS/金の積層構造をベースにした発光ダイオード（LED）を実証しています。このLEDは、低ターンオン電圧、長寿命、高輝度を実現しています。最後に、HgTe NCベースのLEDから照明を得る短波長赤外(SWIR)アクティブイメージングを行い、水分検出の実証を行った。

Mercury telluride (HgTe) nanocrystals are among of the most versatile infrared (IR) materials with the absorption of first optical absorption which can be tuned from visible to the THz range. Therefore, they have been extensively considered as near IR emitters and as absorbers for low-cost IR detectors. However, the electroluminescence of HgTe remains poorly investigated in spite of its ability to go toward longer wavelengths compared to traditional lead sulfide (PbS). Here, we demonstrate a light emitting diode (LED) based on an indium tin oxide (ITO)/zinc oxide (ZnO)/ZnO-HgTe/PbS/gold stacked structure, where the emitting layer consists of a ZnO/HgTe bulk heterojunction which drives the charge balance in the system. This LED has low turn-on voltage, long lifetime, and high brightness. Finally, we conduct short wavelength infrared (SWIR) active imaging, where illumination is obtained from a HgTe NC-based LED, and demonstrate moisture detection.