Projekteja vuodessa
Abstrakti
Transition metal oxides are pivotal in enhancing surface passivation and facilitating charge transfer (CT) in silicon based photonic devices, improving their efficacy and affordability through interfacial engineering. This study investigates TiO 2/Si heterojunctions prepared by atomic layer deposition (ALD) with different pre-ALD chemical and post-ALD thermal treatments, exploring their influence on the surface passivation and the correlation with the CT at the TiO 2-Si interface. Surface passivation quality is evaluated by the photoconductance decay method to study the effective carrier lifetime, while CT from Si to TiO 2 is examined by transient reflectance spectroscopy. Surprisingly, the as-deposited TiO 2 on HF-treated n-Si (without interfacial SiO x) demonstrates superior surface passivation with an effective lifetime of 1.23 ms, twice that of TiO 2/SiO x/n-Si, and a short characteristic CT time of 200 ps, tenfold faster than that of TiO 2/SiO x/n-Si. Post-ALD annealing at temperatures approaching the TiO 2 crystallization onset re-introduces the SiO x layers in HF-treated samples and induces chemical and structural changes in all the samples which decrease passivation and prolong the CT time and are hence detrimental to the photonic device performance.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Sivut | 15268-15276 |
| Sivumäärä | 9 |
| Julkaisu | Physical Chemistry Chemical Physics |
| Vuosikerta | 26 |
| Numero | 21 |
| Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 2024 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 3 toukok. 2024 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge the financial support of the Research Council of Finland (formerly Academy of Finland) via the Flagship on Photonics Research and Innovation ‘‘PREIN’’ #346511 (Tampere University) and #346529 (Aalto University). R. K. thanks Kaute foundation and Tampere University doctoral school for the funding. X. L. acknowledges the financial fundings from Business Finland (#7479/31/2019) and Research Council of Finland (#354199). V. V. acknowledges the financial funding from Research Council of Finland (#331313). Part of the research was performed at the OtaNano – Micronova Nanofabrication Centre of Aalto University.
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Contactless analysis of surface passivation and charge transfer at the TiO 2-Si interface'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.-
HyperGER: Femtosecond-Laser Hyperdoped Germanium for Broadband Infrared Photonic Applications
Liu, X. (Vastuullinen johtaja), Radfar, B. (Projektin jäsen) & Gnatyuk, D. (Projektin jäsen)
01/09/2023 → 31/08/2027
Projekti: RCF Academy Research Fellow (new)
-
-: Fotoniikan Tutkimus ja Innovaatio
Savin, H. (Vastuullinen johtaja)
01/09/2022 → 31/12/2026
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
PREIN 2: Photonics Research and Innovation
Kaivola, M. (Co-PI), Oksanen, J. (Co-PI), Naukkarinen, O. (Vastuullinen johtaja), Savin, H. (Co-PI), Sun, Z. (Co-PI), Lipsanen, H. (Co-PI), Liu, X. (Projektin jäsen), Sehrawat, S. (Projektin jäsen), Radfar, B. (Projektin jäsen), Vähänissi, V. (Projektin jäsen), Mehmood, N. (Projektin jäsen), Li, D. (Projektin jäsen), Zang, X. (Projektin jäsen), Ahmed, F. (Projektin jäsen), Ding, E. (Projektin jäsen), Shafi, A. (Projektin jäsen) & Yli-Koski, M. (Projektin jäsen)
01/09/2022 → 31/12/2026
Projekti: RCF Flagship
Laitteet
Tutkimustuotos
- 2 Viittaukset
- 1 Article
-
Is Carrier Mobility a Limiting Factor for Charge Transfer in Tio2/Si Devices? A Study by Transient Reflectance Spectroscopy
Khan, R., Pasanen, H., Ali-Löytty, H., Ayedh, H., Saari, J., Vähänissi, V., Valden, M., Savin, H. & Tkachenko, N. V., kesäk. 2023, julkaisussa: Surfaces and Interfaces. 38, 12 Sivumäärä, 102871.Tutkimustuotos: Lehtiartikkeli › Article › Scientific › vertaisarvioitu
Open accessTiedosto10 Sitaatiot (Scopus)78 Lataukset (Pure)
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver