An analysis of the piezoresistive response of n-type, bottom-up, functionalized silicon microwires
Notice bibliographique
Résumé
As the world’s population increases, the demand for energy also grows. The strain on our limited resources of fossil fuels is unsustainable in the long term. An alternative, renewable method of energy generation must be implemented. Solar energy has good potential as an environmentally sound, unlimited energy source, but solar devices are not yet able to efficiently store energy for later use. A device has been proposed which uses direct sunlight to split water into hydrogen and oxygen. The hydrogen can then be harvested and stored as fuel, solving the question of how to effectively store energy generated during times of peak sunlight for use when sunlight levels are low. The prototype device incorporates arrays of doped silicon microwires which function as light absorbers and current-carriers, driving the chemical reactions that evolve hydrogen from water. This work aims to quantify and characterize the reduction in microwire resistivity that is achievable through application of silicon’s piezoresistive properties. Silicon displays a change in electrical resistance as a function of applied mechanical strain. This electromechanical effect has been studied extensively in bulk and top-down (etched) microstructures, but studies on microstructures grown bottom-up have been limited. A simple method is presented for piezoresistive characterization of individual, released, bottom-up silicon microwires. It is shown that these n-type microwires display a consistent negative piezoresistive response which increases in magnitude with increasing doping concentration. It was found that harnessing the piezoresistive response of moderately-doped (∼10^17 cm^−3) n-type wires allowed for a maximum observed reduction in resistivity of 49%, which translated to a 1% reduction in overall system resistance of a prototype unit cell of the artificial photosynthesis device, if all other components therein remained unchanged.
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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) | 0,001 | 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 ».