Extreme IR absorption in group IV-SiGeSn core-shell nanowires
Notice bibliographique
Résumé
Sn-containing Si and Ge (Ge1-y-xSixSny) alloys are an emerging family of semiconductors with the potential to impact group IV material-based devices. These semiconductors provide the ability to independently engineer both the lattice parameter and bandgap, which holds the premise to develop enhanced or novel photonic and electronic devices. With this perspective, we present detailed investigations of the influence of Ge1-y-xSixSny layers on the optical properties of Si and Ge based heterostructures and nanowires. We found that by adding a thin Ge1-y-xSixSny capping layer on Si or Ge greatly enhances light absorption especially in the near infrared range, leading to an increase in short-circuit current density. For the Ge1-y-xSixSny structure at thicknesses below 30 nm, a 14-fold increase in the short-circuit current is observed with respect to bare Si. This enhancement decreases by reducing the capping layer thickness. Conversely, decreasing the shell thickness was found to improve the short-circuit current in Si/Ge1-y-xSixSny and Ge/Ge1-y-xSixSny core/shell nanowires. The optical absorption becomes very important by increasing the Sn content. Moreover, by exploiting an optical antenna effect, these nanowires show extreme light absorption, reaching an enhancement factor, with respect to Si or Ge nanowires, on the order of 104 in Si/Ge0.84Si0.04Sn0.12 and 12 in Ge/Ge0.84Si0.04Sn0.12. Furthermore, we analyzed the optical response after the addition of a dielectric layer of Si3N4 to the Si/Ge1-y-xSixSny core-shell nanowire and found approximatively a 50% increase in the short-circuit current density for a dielectric layer of thickness equal to 45 nm and both a core radius and a shell thickness greater than 40 nm. The core−shell optical antenna benefits from a multiplication of enhancements contributed by leaky mode resonances in the semiconductor part and antireflection effects in the dielectric part.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».