偶极允许的直接带隙硅超晶格
材料科学
2015-04-17 v1
摘要
硅是用于电子器件的最流行材料。然而，由于其间接带隙性质导致的差的光学性能限制了其在光电子器件中的使用。在此，我们展示了超稳定纯硅超晶格结构的发现，其可作为太阳能电池应用的有前景材料，并可导致纯硅基光电子器件的实现。这些结构除在金刚石晶格中插入了缺陷层外，几乎与体硅相同。该超晶格表现出偶极允许的直接带隙以及间接带隙，为研究直接到间接带隙转变提供了理想条件。该转变可以通过源自缺陷层的新导带、界面层处价带与导带边缘态的重叠、以及对非缺陷类体硅导带的量子限制效应下的区折叠来理解。超晶格几乎所有结构部分都源自体硅，这一事实保证了它们与体硅的稳定性和良好晶格匹配。通过第一性原理分子动力学模拟，我们确认了它们的热稳定性，并提出了一种通过晶圆键合合成缺陷层的可能方法。
引用
@article{arxiv.1504.04134,
title = {Dipole-Allowed Direct Band Gap Silicon Superlattices},
author = {Young Jun Oh and In-Ho Lee and Sunghyun Kim and Jooyoung Lee and K. J. Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.04134},
year = {2015}
}