TY - JOUR A1 - Kriegel, Ilka A1 - Scotognella, Francesco T1 - Tunable light filtering by a Bragg mirror/heavily doped semiconducting nanocrystal composite JF - Beilstein Journal of Nanotechnology PY - 2015/// VL - 6 SP - 193 EP - 200 SN - 2190-4286 DO - 10.3762/bjnano.6.18 PB - Beilstein-Institut JA - Beilstein J. Nanotechnol. UR - https://doi.org/10.3762/bjnano.6.18 KW - active optical component KW - electronic band gap nanostructure KW - localized surface plasmon resonance KW - photonic crystal N2 - Tunable light filters are critical components for many optical applications in which light in-coupling, out-coupling or rejection is crucial, such as lasing, sensing, photovoltaics and information and communication technology. For this purpose, Bragg mirrors (band-pass filters with high reflectivity) represent good candidates. However, their optical characteristics are determined during the fabrication stage. Heavily doped semiconductor nanocrystals (NCs), on the other hand, deliver a high degree of optical tunability through the active modulation of their carrier density, ultimately influencing their plasmonic absorption properties. Here, we propose the design of an actively tunable light filter composed of a Bragg mirror and a layer of plasmonic semiconductor NCs. We demonstrate that the filtering properties of the coupled device can be tuned to cover a wide range of frequencies from the visible to the near infrared (vis–NIR) spectral region when employing varying carrier densities. As the tunable component, we implemented a dispersion of copper selenide (Cu2−xSe) NCs and a film of indium tin oxide (ITO) NCs, which are known to show optical tunablility with chemical or electrochemical treatments. We utilized the Mie theory to describe the carrier-dependent plasmonic properties of the Cu2−x Se NC dispersion and the effective medium theory to describe the optical characteristics of the ITO film. The transmission properties of the Bragg mirror have been modelled with the transfer matrix method. We foresee ease of experimental realization of the coupled device, where filtering modulation is achieved upon chemical and electrochemical post-fabrication treatment of the heavily doped semiconductor NC component, eventually resulting in tunable transmission properties of the coupled device. ER - TY - JOUR AU - Whitesides, G. M. JF - Nature PY - 2006/// VL - 442 SP - 368 EP - 373 DO - 10.1038/nature05058 ER - TY - JOUR AU - West, J. AU - Becker, M. AU - Tombrink, S. AU - Manz, A. JF - Anal. Chem. PY - 2008/// VL - 12 SP - 4403 EP - 4419 DO - 10.1021/ac800680j ER - TY - JOUR AU - Yamazaki, M. AU - Hofmann, O. AU - Ryu, G. AU - Xiaoe, L. AU - Lee, T. K. AU - deMello, A. J. AU - deMello, J. C. JF - Lab Chip PY - 2012/// VL - 11 SP - 1228 EP - 1233 DO - 10.1039/c0lc00642d ER - TY - JOUR AU - Yablonovitch, E. JF - Phys. Rev. Lett. PY - 1987/// VL - 58 SP - 2059 EP - 2062 DO - 10.1103/PhysRevLett.58.2059 ER - TY - JOUR AU - John, S. JF - Phys. Rev. Lett. PY - 1987/// VL - 58 SP - 2486 EP - 2489 DO - 10.1103/PhysRevLett.58.2486 ER - TY - BOOK AU - Joannopoulos, J. D. AU - Meade, R. D. AU - Winn, J. N. T1 - Photonic Crystals: Molding the Flow of Light PY - 1995/// PB - Princeton University Press CY - Princeton, NJ ER - TY - JOUR AU - Valligatla, S. AU - Chiasera, A. AU - Varas, S. AU - Bazzanella, N. AU - Rao, D. N. AU - Righini, G. C. AU - Ferrari, M. JF - Opt. Express PY - 2012/// VL - 20 SP - 21214 EP - 21222 DO - 10.1364/OE.20.021214 ER - TY - JOUR AU - Bonifacio, L. D. AU - Lotsch, B. V. AU - Puzzo, D. P. AU - Scotognella, F. AU - Ozin, G. A. JF - Adv. Mater. PY - 2009/// VL - 21 SP - 1641 EP - 1646 DO - 10.1002/adma.200802348 ER - TY - JOUR AU - Puzzo, D. P. AU - Bonifacio, L. D. AU - Oreopoulos, J. AU - Yip, C. M. AU - Manners, I. AU - Ozin, G. A. JF - J. Mater. Chem. PY - 2009/// VL - 19 SP - 3500 EP - 3506 DO - 10.1039/b903229k ER - TY - JOUR AU - von Freymann, G. AU - Kitaev, V. AU - Lotsch, B. V. AU - Ozin, G. A. JF - Chem. Soc. Rev. PY - 2013/// VL - 42 SP - 2528 EP - 2554 DO - 10.1039/c2cs35309a ER - TY - JOUR AU - Komikado, T. AU - Yoshida, S. AU - Umegaki, S. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2006/// VL - 89 SP - 061123 DO - 10.1063/1.2336740 ER - TY - JOUR AU - Takeuchi, H. AU - Natsume, K. AU - Suzuki, S. AU - Sakata, H. JF - Electron. Lett. PY - 2007/// VL - 43 SP - 30 EP - 32 DO - 10.1049/el:20073399 ER - TY - JOUR AU - Scotognella, F. AU - Monguzzi, A. AU - Cucini, M. AU - Meinardi, F. AU - Comoretto, D. AU - Tubino, R. JF - Int. J. Photoenergy PY - 2008/// VL - 2008 SP - 389034 EP - 389038 DO - 10.1155/2008/389034 ER - TY - JOUR AU - Scotognella, F. AU - Puzzo, D. P. AU - Zavelani-Rossi, M. AU - Clark, J. AU - Sebastian, M. AU - Ozin, G. A. AU - Lanzani, G. JF - Chem. Mater. PY - 2011/// VL - 23 SP - 805 DO - 10.1021/cm102102w ER - TY - JOUR AU - Jin, F. AU - Shi, L.-T. AU - Zheng, M.-L. AU - Dong, X.-Z. AU - Chen, S. AU - Zhao, Z.-S. AU - Duan, X.-M. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2013/// VL - 117 SP - 9463 EP - 9468 DO - 10.1021/jp312617s ER - TY - JOUR AU - Exner, A. T. AU - Palichenko, I. AU - Lotsch, B. V. AU - Scarpa, G. AU - Lugli, P. JF - ACS Appl. Mater. Interfaces PY - 2013/// VL - 5 SP - 1575 EP - 1582 DO - 10.1021/am301964y ER - TY - JOUR AU - Bonifacio, L. D. AU - Puzzo, D. P. AU - Breslav, S. AU - Willey, B. M. AU - McGeer, A. AU - Ozin, G. A. JF - Adv. Mater. PY - 2010/// VL - 22 SP - 1351 EP - 1354 DO - 10.1002/adma.200902763 ER - TY - JOUR AU - Colodrero, S. AU - Mihi, A. AU - Anta, J. A. AU - Ocaña, M. AU - Míguez, H. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2009/// VL - 113 SP - 1150 EP - 1154 DO - 10.1021/jp809789s ER - TY - JOUR AU - Colodrero, S. AU - Forneli, A. AU - López-López, C. AU - Pellejà, L. AU - Míguez1, H. AU - Palamares, E. JF - Adv. Funct. Mater. PY - 2012/// VL - 22 SP - 1303 EP - 1310 DO - 10.1002/adfm.201102159 ER - TY - JOUR AU - Lozano, G. AU - Colodrero, S. AU - Caulier, O. AU - Calvo, M. E. AU - Míguez, H. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2010/// VL - 114 SP - 3681 EP - 3687 DO - 10.1021/jp9096315 ER - TY - JOUR AU - Nishimura, S. AU - Abrams, N. AU - Lewis, B. A. AU - Halaoui, L. I. AU - Mallouk, T. E. AU - Benkstein, K. D. AU - van de Lagemaat, J. AU - Frank, A. J. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2003/// VL - 125 SP - 6306 EP - 6310 DO - 10.1021/ja034650p ER - TY - JOUR AU - Criante, L. AU - Scotognella, F. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2012/// VL - 116 SP - 21572 EP - 21576 DO - 10.1021/jp309061r ER - TY - JOUR AU - Cox, J. D. AU - Singh, M. R. AU - Racknor, C. AU - Agarwal, R. JF - Nano Lett. PY - 2011/// VL - 11 SP - 5284 EP - 5289 DO - 10.1021/nl2027348 ER - TY - JOUR AU - Iwayama, Y. AU - Yamanaka, J. AU - Takiguchi, Y. AU - Takasaka, M. AU - Ito, K. AU - Shinohara, T. AU - Sawada, T. AU - Yonese, M. JF - Langmuir PY - 2003/// VL - 19 SP - 977 EP - 980 DO - 10.1021/la0207365 ER - TY - JOUR AU - Redel, E. AU - Mlynarski, J. AU - Moir, J. AU - Jelle, A. AU - Huai, C. AU - Petrov, S. AU - Helander, M. G. AU - Peiris, F. C. AU - von Freymann, G. AU - Ozin, G. A. JF - Adv. Mater. PY - 2012/// VL - 24 SP - 265 EP - 269 DO - 10.1002/adma.201202484 ER - TY - JOUR AU - Buonsanti, R. AU - Milliron, D. J. JF - Chem. Mater. PY - 2013/// VL - 25 SP - 1305 EP - 1317 DO - 10.1021/cm304104m ER - TY - JOUR AU - Luther, J. M. AU - Jain, P. K. AU - Ewers, T. AU - Alivisatos, A. P. JF - Nat. Mater. PY - 2011/// VL - 10 SP - 361 EP - 366 DO - 10.1038/nmat3004 ER - TY - JOUR AU - Scotognella, F. AU - Della Valle, G. AU - Kandada, A. R. S. AU - Dorfs, D. AU - Zavelani-Rossi, M. AU - Conforti, M. AU - Miszta, K. AU - Comin, A. AU - Korobchevskaya, K. AU - Lanzani, G. AU - Manna, L. AU - Tassone, F. JF - Nano Lett. PY - 2011/// VL - 11 SP - 4711 EP - 4717 DO - 10.1021/nl202390s ER - TY - JOUR AU - Kriegel, I. AU - Jiang, C. Y. AU - Rodríguez-Fernández, J. AU - Schaller, R. D. AU - Talapin, D. V. AU - da Como, E. AU - Feldmann, J. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2012/// VL - 134 SP - 1583 EP - 1590 DO - 10.1021/ja207798q ER - TY - JOUR AU - Scotognella, F. AU - Della Valle, G. AU - Kandada, A. R. S. AU - Zavelani-Rossi, M. AU - Longhi, S. AU - Lanzani, G. AU - Tassone, F. JF - Eur. Phys. J. B PY - 2013/// VL - 86 SP - 1 EP - 13 DO - 10.1140/epjb/e2013-40039-x ER - TY - JOUR AU - Faucheaux, J. A. AU - Stanton, A. L. D. AU - Jain, P. K. JF - J. Phys. Chem. Lett. PY - 2014/// VL - 5 SP - 976 EP - 985 DO - 10.1021/jz500037k ER - TY - JOUR AU - Dorfs, D. AU - Haertling, T. AU - Miszta, K. AU - Bigall, N. C. AU - Kim, M. R. AU - Genovese, A. AU - Falqui, A. AU - Povia, M. AU - Manna, L. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2011/// VL - 133 SP - 11175 EP - 11180 DO - 10.1021/ja2016284 ER - TY - JOUR AU - Garcia, G. AU - Buonsanti, R. AU - Runnerstrom, E. L. AU - Mendelsberg, R. J. AU - Llordes, A. AU - Anders, A. AU - Richardson, T. J. AU - Milliron, D. J. JF - Nano Lett. PY - 2011/// VL - 11 SP - 4415 EP - 4420 DO - 10.1021/nl202597n ER - TY - JOUR AU - Llordés, A. AU - Garcia, G. AU - Gazquez, J. AU - Milliron, D. J. JF - Nature PY - 2013/// VL - 500 SP - 323 EP - 326 DO - 10.1038/nature12398 ER - TY - JOUR AU - Korgel, B. A. JF - Nature PY - 2013/// VL - 500 SP - 278 EP - 279 DO - 10.1038/500278a ER - TY - JOUR AU - Garcia, G. AU - Buonsanti, R. AU - Llordes, A. AU - Runnerstrom, E. L. AU - Bergerud, A. AU - Milliron, D. J. JF - Adv. Opt. Mat. PY - 2013/// VL - 1 SP - 215 EP - 220 DO - 10.1002/adom.201200051 ER - TY - JOUR AU - Pehlivan, I. B. AU - Runnerstrom, E. L. AU - Li, S.-Y. AU - Niklasson, G. A. AU - Milliron, D. J. AU - Granqvist, C. G. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2012/// VL - 100 SP - 241902 DO - 10.1063/1.4728994 ER - TY - BOOK AU - Born, M. AU - Wolf, E. T1 - Principles of Optics PY - 1999/// DO - 10.1017/CBO9781139644181 PB - Cambridge University Press CY - Cambridge, U.K. ER - TY - BOOK AU - Novotny, L. AU - Hecht, B. T1 - Principles of Nano-Optics PY - 2006/// DO - 10.1017/CBO9780511813535 PB - Cambridge University Press CY - Cambridge, U.K. ER - TY - JOUR AU - Li, S.-Y. AU - Niklasson, G. A. AU - Granqvist, C. G. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2012/// VL - 101 SP - 071903 DO - 10.1063/1.4739792 ER - TY - JOUR AU - Mendelsberg, R. J. AU - Garcia, G. AU - Li, H. AU - Manna, L. AU - Milliron, D. J. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2012/// VL - 116 SP - 12226 EP - 12231 DO - 10.1021/jp302732s ER - TY - JOUR AU - Mendelsberg, R. J. AU - Garcia, G. AU - Milliron, D. J. JF - J. Appl. Phys. PY - 2012/// VL - 111 SP - 063515 DO - 10.1063/1.3695996 ER - TY - JOUR AU - Mansour, B. A. AU - Demian, S. E. AU - Zayed, H. A. JF - J. Mater. Sci.: Mater. Electron. PY - 1992/// VL - 3 SP - 249 EP - 252 DO - 10.1007/BF00703036 ER - TY - JOUR AU - Chiasera, A. AU - Belli, R. AU - Bhaktha, S. N. B. AU - Chiappini, A. AU - Ferrari, M. AU - Jestin, Y. AU - Moser, E. AU - Righini, G. C. AU - Tosello, C. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2006/// VL - 89 SP - 171910 DO - 10.1063/1.2364841 ER - TY - JOUR AU - Richard, C. AU - Renaudin, A. AU - Aimez, V. AU - Charette, P. G. JF - Lab Chip PY - 2009/// VL - 9 SP - 1371 EP - 1376 DO - 10.1039/b819080a ER -