Al 0.85 Ga 0.15 As 0.56 Sb 0.44 由于其电子和空穴电离系数之间的比率非常大,因此作为 1550 nm 低噪声短波红外 (SWIR) 雪崩光电二极管 (APD) 的材料最近引起了广泛的研究兴趣。这项工作报告了厚 Al 0.85 Ga 0.15 As 0.56 Sb 0.44 PIN 和 NIP 结构的新实验过剩噪声数据,测得的噪声在比以前报告的乘法值高得多的倍增值下(F = 2.2,M = 38)。这些结果与经典的 McIntyre 过剩噪声理论不一致,该理论高估了基于该合金报告的电离系数的预期噪声。即使添加“死区”效应也无法解释这些差异。解释观察到的低过量噪声的唯一方法是得出结论,即使在相对较低的电场下,该材料中电子和空穴碰撞电离的空间概率分布也遵循威布尔-弗雷歇分布函数。仅凭电离系数的知识已不足以预测该材料系统的过量噪声特性,因此需要提取该合金的电场相关电子和空穴电离概率分布。
图 1:PBDB-T/ITIC 共混物的 2DES 光谱揭示了空穴传输途径。a) PBDB-T 和 ITIC 的分子结构,以及通过 TD-DFT 计算的最低单线态的电荷密度分布。电子和空穴密度分布分别为紫色和黄色。腈基团 (CN) 以蓝色圈出。b) 纯 PBDB-T 薄膜、纯 ITIC 薄膜和 PBDB-T/ITIC 共混物的吸收光谱。图中的线表示 PBDB-T(黑色)和 ITIC(红色)的两个最低振动电子跃迁(0-0 和 0-1)。c) 在 600-720 nm 波长激发下并在 540 至 660 nm 范围内探测时,PBDB-T/ITIC 共混物在 20 fs 时的 2DES 吸收光谱。吸收光谱显示在 2DES 光谱的顶部和右侧。 2DES 光谱中的垂直和水平虚线以及吸收光谱中的线表示峰位置。轮廓间隔:最大振幅的 10%。d) 十字峰的时间响应(方块:实验数据;线:指数拟合)揭示了空穴转移动力学。相应的峰位置在 (c) 中用红色方框表示。
载流子的迁移率受散射机制影响。散射机制有两种类型——声子和杂质 [A] 电子在固体中的完美周期势中自由移动,不受干扰。• 但热振动会破坏势函数,导致电子或空穴与振动晶格原子之间的相互作用。• 这会影响载流子的速度和迁移率,这称为声子散射。[B] 在半导体中添加杂质原子以控制或改变其特性。• 这些杂质在室温下被电离,因此电子或空穴与电离杂质之间存在库仑相互作用。• 这种库仑相互作用产生散射或碰撞,也会改变电荷载流子的速度:- 杂质散射。
超短激光脉冲是诱导材料改性的有力工具 1–4。特别是在透明电介质中,超短激光脉冲可用于局部修改材料块内的化学结构、折射率、色心密度,光聚合,产生纳米光栅、表面纳米结构或内部空隙。大量应用领域受益于基础性进步:外科和生物医学应用、光子学、微流体学、高速激光制造 2,5–7。将这些应用推进到纳米结构需要数值建模的支持 8。在激光诱导的强场下,束缚电子从价带跃迁到导带 1,9,10,在价带中留下一个空穴。电子-空穴等离子体的粒子在激光场中被加速,通过碰撞电离导致自由载流子密度倍增,并可能产生致密的电子-空穴等离子体。最后,在远大于几皮秒的时间尺度上,材料内部发生热和结构事件 1 。我们的模型侧重于等离子体密度的积累,时间尺度可达几皮秒。已经开发了大量不同的模型来研究超短激光脉冲(约 100 fs)在高强度范围内(约 10 14 W/cm 2 )在介电体中的传播以及随后的电离。这些模型可分为两类。第一类是几种
对于 1 m 厚的 Si 沟道,本征载流子密度 ni = 1.45 × 10 10 /cm 3 ,背景载流子面积密度为 ni × 10 4 cm = 1.45 × 10 6 /cm 2 。(×2,同时考虑电子和空穴)
效率超过 21% 的太阳能电池朱宏伟†,‡,§,沈忠金*,‡,潘林峰∥,韩建蕾†,§,Felix T. Eickemeyer‡,李祥高*,†,§,王世荣†,§,刘红丽†,§,董晓飞†,§,Shaik M. Zakeeruddin‡,Anders Hagfeldt∥,Michael Grätzel*,‡和刘宇航*,‡†天津大学化工学院,天津 300072,中国;‡洛桑联邦理工学院化学与化学工程系光子学与界面实验室 (LPI),瑞士洛桑 CH-1015。 § 天津化学科学与工程协同创新中心,天津 300072,中国。∥ 洛桑联邦理工学院光分子科学实验室(LSPM),第 6 站,CH-1015 洛桑,瑞士。关键词:钙钛矿太阳能电池,空穴传输材料,无掺杂添加剂,高效率摘要开发具有适当分子结构的空穴传输材料(HTM)和
阈值电压不稳定很大程度上被归因于 p-GaN/AlGaN 堆栈中存在的两种竞争机制,即空穴和电子捕获,分别导致负和正的 V TH 偏移 [3-9]。其中一种机制的盛行程度可能取决于栅极偏压和温度 [3]、技术种类 [11] 以及应力 / 表征时间 [12]。总体而言,来自栅极金属的空穴注入和 / 或高场耗尽肖特基结中的碰撞电离已被确定为导致 V TH 不稳定的此类现象的根本原因。提出了一些工艺优化措施,例如降低栅极金属附近 p-GaN 层中的活性镁掺杂浓度 [11]、降低 AlGaN 势垒中的铝含量 [3] 以及优化 p-GaN 侧壁的蚀刻和钝化 [10],以限制正向栅极应力下的负和正 V TH 偏移。
TEM 是研究电子设备纳米级特征的重要工具。TEM 基于散射的对比度在确定材料的物理结构方面表现出色,并且通过 EDS 和 EELS 等光谱附件可以精确确定设备中原子的组成和排列。结合原位功能,TEM 可以精确映射设备在运行和缺陷形成过程中的物理结构变化。但是,在许多情况下,设备的功能或故障是小规模电子变化的结果,这些变化在变化成为病态之前不会呈现为可检测的物理信号。为了在 TEM 中检测这些电子变化,必须采用与电子结构直接相关的对比度的互补成像。在 TEM 中获得电子对比度的一项技术是电子束感应电流 (EBIC) 成像,其中由光束在样品中产生的电流在 STEM 中逐像素映射。自 20 世纪 60 年代以来 [1],EBIC 电流产生的“标准”模式是在局部电场中分离电子-空穴对 (EHP)。最近,展示了一种新的 EBIC 模式,其中电流由束流诱导二次电子 (SE) 发射在样品中产生的空穴产生[2]。这种 SE 发射 EBIC (SEEBIC) 模式不需要局部电场的存在,通常比标准 EBIC 的电流小得多,并且能够实现更高分辨率的成像[3]。在基于 TEM 的技术中,SEEBIC 独一无二,还能产生与样品中局部电导率直接相关的对比度[4],即使在操作设备中也是如此[5]。在这里,我们讨论了 STEM EBIC 电导率映射技术,并提供了它在被动成像和原位实验中的几个应用示例。图 1 显示了 SEEBIC 电阻映射的简单演示。该设备由一条 GeSbTe(GST)条带组成,该条带横跨两个在薄 SiN 膜上图案化的 TiN 电极。图 1 中的 STEM EBIC 图像包含标准 EBIC 和 SEEBIC 对比度。如图所示,当电子束入射到 TiN/GST 界面时,肖特基势垒处的电场将 EHP 分开,空穴在每个界面处朝 GST 移动,在连接到 EBIC 放大器的右侧电极上产生暗对比度,在接地的左侧电极上也产生暗对比度。在这些界面之外,SEEBIC 对比度与左侧(接地)电极的电阻成正比 [4]。靠近 EBIC 电极(即,与接地电极相比,EBIC 电极的电阻更小)的 SE 发射产生的空穴更有可能通过该电极到达地,从而产生更亮的(空穴)电流。 SEEBIC 在右侧(EBIC)电极上最亮,由于非晶态GST的电阻率均匀,SEEBIC 在整个GST条带上稳定减小,在左侧电极上最暗[6]。
摘要 —当前,正在开发基于非化学计量电介质的新一代高速、信息密集型阻变存储器。非化学计量氧化硅SiO x 的电子结构由参数x 的值设定。研究发现,在氢等离子体电子回旋共振中处理热SiO 2 会导致氧化硅中富集过量的硅,从而导致SiO x 中出现电子和空穴陷阱。SiO x 的导电性是双极的:电子从负偏置硅注入,空穴从正偏置硅注入。阴极发光(CL)实验证实了SiO x 中的陷阱是由于过量的硅造成的假设。基于在电子回旋共振氢等离子体中制备非化学计量氧化物的开发程序,制备了p ++-Si(100)/SiO x /Ni忆阻器金属-电介质-半导体(MDS)结构。这种结构具有SiO x 电阻开关的特性,不需要成型操作。
摘要:等离子体驱动的光催化可实现无法通过其他方式实现的反应选择性。热载流子(即金属纳米结构中等离子体衰变产生的电子和空穴)起着根本性的作用,它们与分子物种相互作用。了解这种选择性背后难以捉摸的微观机制是合理设计热载流子反应的关键步骤。为了实现这一点,我们提出了最先进的多尺度模拟,超越了密度泛函理论,对光催化反应速率决定步骤的热载流子注入进行了模拟。我们专注于二氧化碳还原,实验表明,在光照下存在铑纳米立方体会导致选择性地生成甲烷而不是一氧化碳。我们表明,选择性是由于铑向反应中间体 CHO 直接注入空穴(主要是)。出乎意料的是,这种注入并不是通过有利于适当的键断裂来促进选择性反应路径,而是通过促进适当的分子片段与表面结合来促进选择性反应路径。 ■ 简介