Ultrafast carrier dynamics and the role of grain boundaries in polycrystalline silicon thin films grown by molecular beam epitaxy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We have used time-resolved terahertz spectroscopy to study microscopic photoconductivity and ultrafast photoexcited carrier dynamics in thin, pure, non-hydrogenated silicon films grown by molecular beam epitaxy on quartz substrates at temperatures ranging from 335 °C to 572 °C. By controlling the growth temperature, thin silicon films ranging from completely amorphous to polycrystalline with minimal amorphous phase can be achieved. Film morphology, in turn, determines its photoconductive properties: in the amorphous phase, carriers are trapped in bandtail states on sub-picosecond time scales, while the carriers excited in crystalline grains remain free for tens of picoseconds. We also find that in polycrystalline silicon the photoexcited carrier mobility is carrier-density-dependent, with higher carrier densities mitigating the effects of grain boundaries on inter-grain transport. In a film grown at the highest temperature of 572 °C, the morphology changes along the growth direction from polycrystalline with needles of single crystals in the bulk of the film to small crystallites interspersed with amorphous silicon at the top of the film. Depth profiling using different excitation wavelengths shows corresponding differences in the photoconductivity: the photoexcited carrier lifetime and mobility are higher in the first 100–150 nm from the substrate, suggesting that thinner, low-temperature grown polycrystalline silicon films are preferable for photovoltaic applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».