Ultrafast Carrier Relaxation Dynamics in Quantum Confined Non-Isotropic Silicon Nanostructures Synthesized by an Inductively Coupled Plasma Process
Notice bibliographique
Résumé
To exploit the optoelectronic properties of silicon nanostructures (SiNS) in real devices, it is fundamental to study the ultrafast processes involving the photogenerated charges separation, migration and lifetime after the optical excitation. Ultrafast time-resolved optical measurements provide such information. In the present paper, we report on the relaxation dynamics of photogenerated charge-carriers in ultrafine SiNS synthesized by means of inductively-coupled-plasma process. The carriers’ transient regime was characterized in high fluence regime by using a tunable pump photon energy and a broadband probe pulse with a photon energy ranging from 1.2 eV to 2.8 eV while varying the energy of the pump photons and their polarization. The SiNS consist of Si nanospheres and nanowires (NW) with a crystalline core embedded in a SiOx outer-shell. The NW inner core presents different typologies: long silicon nanowires (SiNW) characterized by a continuous core (with diameters between 2 nm and 15 nm and up to a few microns long), NW with disconnected fragments of SiNW (each fragment with a length down to a few nanometers), NW with a “chaplet-like” core and NW with core consisting of disconnected spherical Si nanocrystals. Most of these SiNS are asymmetric in shape. Our results reveal a photoabsorption (PA) channel for pump and probe parallel polarizations with a maximum around 2.6 eV, which can be associated to non-isotropic ultra-small SiNS and ascribed either to (i) electron absorption driven by the probe from some intermediate mid-gap states toward some empty state above the bottom of the conduction band or (ii) the Drude-like free-carrier presence induced by the direct-gap transition in the their band structure. Moreover, we pointed up the existence of a broadband and long-living photobleaching (PB) in the 1.2–2.0 eV energy range with a maximum intensity around 1.35 eV which could be associated to some oxygen related defect states present at the Si/SiOx interface. On the other hand, this wide spectral energy PB can be also due to both silicon oxide band-tail recombination and small Si nanostructure excitonic transition.
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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 ».