Projekteja vuodessa
Abstrakti
Nanostructured silicon can reduce reflectance loss in optoelectronic applications, but intrinsic silicon cannot absorb photons with energy below its 1.1 eV bandgap. However, incorporating a high concentration of dopants, i.e., hyperdoping, to nanostructured silicon is expected to bring broadband absorption ranging from UV to short-wavelength IR(SWIR, <2500 nm). In this work, we prepare nanostructured silicon using cryogenic plasma etching, which is then hyperdoped with selenium (Se) through ion implantation. Besides sub-bandgap absorption, ion implantation forms crystal damage, which can be recovered through flash lamp annealing. We study crystal damage and broadband (250–2500 nm) absorption from planar and nanostructured surfaces. We first show that nanostructures survive ion implantation hyperdoping and flash lamp annealing under optimized conditions. Secondly, we demonstrate that nanostructured silicon has 15% higher sub-bandgap absorption (1100–2500nm) compared to non-hyperdoped nanostructure counterpart while maintaining 97% above-bandgap absorption (250–1100 nm). Lastly, we simulate the sub-bandgap absorption of hyperdoped Si nanostructures in a 2D model using the finite element method. Simulation results show that the sub-bandgap absorption is mainly limited by the thickness of the hyperdoped layer rather than the height of nanostructures.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 2400133 |
Sivumäärä | 6 |
Julkaisu | Physica Status Solidi. A: Applications and Materials Science |
Vuosikerta | 221 |
Numero | 24 |
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 2 kesäk. 2024 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - jouluk. 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Extended Infrared Absorption in Nanostructured Si Through Se Implantation and Flash Lamp Annealing'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Tietoaineistot
-
Measurement and simulation of optical properties of nanostructured silicon heavily implanted with selenium
Radfar, B. (Creator), Liu, X. (Contributor), Berencen, Y. (Contributor), Shaikh, M. S. (Contributor), Prucnal, S. (Contributor), Kentsch, U. (Contributor), Vähänissi, V. (Contributor), Zhou, S. (Contributor) & Savin, H. (Contributor), Zenodo, 13 toukok. 2024
DOI - pysyväislinkki: 10.5281/zenodo.10522962, https://zenodo.org/records/10522963
Tietoaineisto: Dataset
-
HyperGER: Femtosecond-Laser Hyperdoped Germanium for Broadband Infrared Photonic Applications
Liu, X. (Vastuullinen tutkija)
01/09/2023 → 31/08/2027
Projekti: RCF Academy Research Fellow (new)
-
-: Fotoniikan Tutkimus ja Innovaatio
Savin, H. (Vastuullinen tutkija)
01/09/2022 → 31/12/2026
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
NIR: Super-sensitive ?/X- and NIR-radiation detectors via defect-free nanostructures: Next Imaging Revolution?
Vähänissi, V. (Vastuullinen tutkija) & Savin, H. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: RCF Academy Project
Laitteet
Aktiviteetit
- 1 Konferenssiesitelmä
-
Nanostructured Silicon Hyperdoped with Se by Ion Implantation and Flash Lamp Annealing
Radfar, B. (Puhuja), Liu, X. (Kontribuuttori), Prucnal, S. (Kontribuuttori), Shaikh, M. S. (Kontribuuttori), Kentsch, U. (Kontribuuttori), Vähänissi, V. (Kontribuuttori), Berencén, Y. (Kontribuuttori), Zhou, S. (Kontribuuttori) & Savin, H. (Kontribuuttori)
19 syysk. 2023Aktiviteetti: Konferenssiesitelmä
Tutkimustuotos
- 1 Viittaukset
- 1 Abstract
-
(oral talk) Nanostructured Silicon Hyperdoped with Se by Ion Implantation and Flash Lamp Annealing
Radfar, B., Liu, X., Prucnal, S., Shaikh, M. S., Kentsch, U., Vähänissi, V., Berencén, Y., Zhou, S. & Savin, H., 19 syysk. 2023.Tutkimustuotos: Artikkeli kirjassa/konferenssijulkaisussa › Abstract › Scientific › vertaisarvioitu