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Enregistrement W4255353982 · doi:10.1149/ma2014-02/35/1843

Optical and Electronic Propreties of GeSn and GeSiSn Heterostructures and Nanowires

2014· article· en· W4255353982 sur OpenAlexaff
Anis Attiaoui, Oussama Moutanabbir

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePhotonic and Optical Devices
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHeterojunctionMaterials scienceTernary operationSuperlatticeBand gapSemiconductorMonolayerDirect and indirect band gapsLattice constantSubstrate (aquarium)AlloyCondensed matter physicsOptoelectronicsNanotechnologyDiffractionComputer scienceOpticsPhysicsComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Sn-containing group-IV semiconductor binary and ternary alloys (GeSn, SiSn, and GeSiSn) provide a wealth of opportunities to independently manipulate band gap and lattice parameter. This opens up the possibility to create an entirely new family of electronic and optoelectronic devices. Towards this end, it is of paramount importance to develop a deep understanding of the electronic and optical properties of these group-IV alloys-based heterostructures, nanoscale structures, and devices. In this perspective, this work reports detailed studies of the influence of both strain and composition on the band structure of GeSiSn ternary alloys. First, we developed a simple yet rigorous semi-empirical second nearest neighbors tight binding1 sp3s*method that incorporates the effect of substitutional disorder. We have found that the composition of α-Sn at the direct to indirect crossover of the ternary alloy decreases from 11% in a fully relaxed alloy to 7% in tensile strained alloy (for a strain value of 0.71%). In the latter case, we have considered a thin GeSiSn layer is epitaxialy grown on a thin Ge substrate. Furthermore, we also studied the properties of electronic confinement and optical responses in variety of systems. This includes Ge/GeSn, Ge/GeSiSn and GeSn/GeSiSn heterostructures, where the strain effect is incorporated using the second nearest neighbors sp3s* semi-empirical tight binding model.1 - 2 The second set of the investigated systems consists of superlattices3 (,), where n and m are the number of monolayer considered. The compositions of Si and Sn in the ternary alloy vary in the range of 0-40% and 0-20%, respectively. The effect of growth orientations are also treated by focusing on three crystallographic growth orientations; mainly [001], [110] and [111]. The strain effect was also considered in these cases. Moreover, the effect of spatial charges separation on the intersubband and interband transitions in the superlattice, is treated in order to quantify optical properties of theses superlattices. The last section of this work addresses the behavior of GeSn and GeSiSn semiconductor nanowires. Herein, we have solved the effective mass Hamiltonian in cylindrical coordinates using a finite difference technique4 for the core-shell nanowires where the core and the shell are made of different alloys. In figure I. (b), a schematic representation of one of the investigated nanowire heterostructures consisting of a radial Type I junction of a compressively strained GeSn core and tensile strained GeSiSn shell. Moreover, in order to quantify the effect of doping concentration and the radius of the core on the spatial localization of electrons and holes densities inside the nanowire, we present in Figure I. (a) the calculated effect of the doping concentration on the electronic confinement for a Ge0.90Sn0.10/Ge core-shell nanowire for different core radiuses in the 10-40 nm range. In the case of relaxed nanowire heterostructures, we show that for an indirect band gap Ge0.9Sn0.1 binary alloy localized at L symmetry point, above a doping concentration of 5×1016 cm-3and below a core radius of 20 nm, the electron density is localized in the Ge shell. Above this concentration, electrons are confined in the core. This change in localization of electron in core/shell nanowire, corresponds to a transition where the electron gas in the middle of the core becomes strongly localized in the heterojunction core/shell interface or beyond. Based on these calculations, we will present and discuss a variety of novel electronic and optoelectronic devices. References: 1 P. Vogl, H.P. Hjalmarson, and J.D. Dow, J. Phys. Chem. Solids 44, 365 (1983). 2 T.B. Boykin, G. Klimeck, R.C. Bowen, and R. Lake, Phys. Rev. B 56, 4102 (1997). 3 D. Smith and C. Mailhiot, Rev. Mod. Phys. 62, 173 (1990). 4 L.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 95, 3081 (2004). 5 C.G. Van de Walle, Phys. Rev. B 39, 1871 (1989).

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,004
Tête enseignante GPT0,191
Écart entre enseignants0,187 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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