Enhanced diode performance in cadmium telluride–silicon nanowire heterostructures

 
Figure captions: 
Figure 1. XRD patterns of (a) CdTe thin film on a glass substrate, (b) as-synthesized Si 
nanowires, (c) CdTe thin film deposited on planar Si wafer and (d) CdTe thin film deposited 
on Si nanowire arrays. Solid vertical reference lines for CdTe and Si are also shown below 
the pattern with the relative intensities.
Figure 2. (a) Raman spectra of CdTe thin film deposited onto Si nanowire arrays and planar 
Si wafer and (b) Raman spectrum (filled circles) of the LO phonon mode region and 
decomposed components (solid Gaussian lines) of CdTe thin film deposited onto Si 
nanowires. The upper solid line represents the best fit to the Raman spectrum. 
Figure 3. (a) Top-view SEM image and (b) three-dimensional AFM image of CdTe thin film 
deposited on planar Si wafer. (c) Cross-sectional SEM image and (d) EDX spectrum of the 
CdTe/Si nanowire heterojunction structure. The insets in Figure 3 (a) and Figure 3 (c) show 
the cross-sectional SEM image of CdTe thin film deposited onto planar Si wafer and the as-
fabricated Si nanowire arrays on n-type Si substrate, respectively.
Figure 4. Schematic configuration of a fabricated CdTe thin film/Si nanowire heterojunction 
device (not to scale).
Figure 5. (a) Semilogarithmic plot of current-voltage (I-V) characteristics measured in the 
dark and under AM 1.5 G illumination at room temperature. (b) Capacitance-frequency (C-f) 

---

25 
characteristics measured in the dark at room temperature. (c) Light ON/OFF characteristics of 

Si nanowire based and planar heterojunction diodes. (d) Schematic energy band diagram of p-
n heterojunction formed between CdTe and Si at thermal equilibrium. 
Figure 6. (a) Reflectivity and (b) responsivity of Si nanowire based and planar heterojunction 
diodes.
Figure 7. Calculated (a) detectivity and (b) external quantum efficiency (EQE) of Si 
nanowire based and planar heterojunction diodes at a reverse bias of 2V at room temperature. 

---

26 

---

---

---

---

---

---

---

27 
Graphical abstract 

---

28 
Research Highlights


Vertically well oriented Si nanowire arrays on Si wafer were synthesized. 

Semiconductor CdTe thin film/Si nanowire devices were successfully fabricated. 

Optoelectronic properties of the fabricated devices were investigated. 

Enhanced electrical and diode 
properties for the devices
were observed. 

The devices exhibited strong photosensitivity in near infrared region.