Effect of annealing on carrier density and Curie temperature in epitaxial (Ga,Mn)As thin films
我们报告了一个明确的对应关系的居里温度和载流子密度的变化退火后，在外延生长的（Ga，Mn）As层的厚度在5 nm和20 nm之间的范围内。这些变化与层厚有关，表明（Ga，Mn）As - GaAs界面对（Ga，Mn）As层的物理性质有重要影响。的磁阻显示额外的功能相比，厚（Ga，Mn）的层，这是目前未知的来源。
2002-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electrical properties of textured sulfur hyperdoped silicon: a thermal annealing study
当硫元素超掺杂到晶体硅中达到1020 cm-3的过饱和密度时，它可以使硅的亚带隙光吸收从0提高到70%，并具有表面圆顶结构。另一方面，局部Si：S配置，可以有助于强的子带隙吸收仍然是未知的。为了发现这种局域Si：S结构的更多特征，我们对织构化的硫超掺杂硅进行了热退火，并分析了其光学和电学性质的变化。我们发现，这种Si：S结构的复介电常数的虚部在1250 nm到2500 nm的波长范围内几乎是恒定的。
2014-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Effects of thermal annealing on thermal conductivity of LPCVD silicon carbide thin films
该研究测量不同厚度与退火条件下的 LPCVD 碳化硅薄膜，结合 FTIR、XRD 和密度表征，揭示退火通过增大晶粒、降低孔隙率使近室温热导率提升 34%。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In-Situ Monitoring of the Charge Carrier Dynamics of CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ Perovskite Crystallization Process
尽管甲基碘化铅铵（CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$）钙钛矿在过去十年左右吸引了巨大的科学关注，但关于钙钛矿器件中的电荷提取动力学和复合过程的重要信息仍然缺失。在这里，我们提出了一种新的方法来评估CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$层的质量，通过在热退火结晶过程中的钙钛矿层载流子动力学的原位监测，通过时间分辨飞秒瞬态吸收光谱（TAS）。特别地，CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$膜沉积在两种类型的聚合物空穴传输层（HTL）上，聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）-聚-（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）和聚-（三芳基胺）（PTAA），已知这两种类型的聚合物空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中提供不同的载流子传输特性。为了监测钙钛矿载流子动力学在结晶过程中的演变，通过TAS在三个不同的退火温度（即90、100和110 oC）下原位研究了如此形成的CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$ /HTL结构。据透露，为了实现最佳的钙钛矿薄膜质量的衰减动力学方面所需的退火时间段强烈依赖于退火温度，以及，在所采用的HTL。对于两种HTL，所需的时间随着使用更高的退火温度而减少，而对于更疏水的PTAA聚合物，需要更长的退火时间以获得最佳的载流子动力学。TAS发现的钙钛矿薄膜的结构和形态特征的相关性进行了分析，并提供了有用的见解钙钛矿光电子器件中的电荷提取动力学和复…
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Prolonging Carrier Lifetime in P-type 4H-SiC Epilayer by Thermal Oxidation and Hydrogen Annealing
Xiamen University（厦门大学）；Jiujiang Research Institute of Xiamen University（厦门大学九江研究院）；Xiamen Institute of Technology（厦门理工学院）
本研究通过热氧化和氢退火工艺有效延长P型4H-SiC外延层的少数载流子寿命，提升高电压SiC双极器件性能。
2024-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Change in the microscopic diffusion mechanisms of boron implanted into silicon with increase in the annealing temperature
建立了硼在硅中扩散的双流模型。该模型的目的是模拟瞬态增强扩散，包括离子注入硼在低温退火过程中的再分布。提出了硼的扩散机制，即：非平衡态硼原子的长程迁移机制和杂质原子-硅自填隙对的形成、迁移和溶解机制。在此基础上，对800 ℃和900 ℃退火条件下硅衬底中注入硼的再分布进行了模拟。计算的硼浓度分布与实验数据吻合得很好。结果表明，在800 ℃时，杂质原子的输运是由于团簇转变或溶解过程中产生的非平衡硼原子的长程迁移所致。另一方面，发现在900摄氏度的温度下，对扩散机制在显著的瞬态增强扩散中起主要作用。确定了描述非平衡态硼原子输运和置换溶解态硼原子瞬态增强扩散的若干参数。例如，发现在900摄氏度的温度下，硼扩散的时间平均增强约等于44倍。所获得的结果是重要的瞬态增强扩散抑制的方法的发展，牢记硅集成微电路的尺寸的缩放。
2011-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Effect of photons on atoms in crystallization of amorphous silicon films
采用光子参与的快速热退火方法对非晶硅薄膜进行退火处理，制备出了（220）择优取向的多晶硅薄膜。与此相反，常规的非晶硅薄膜的热退火导致（111）取向结晶的优先选择。这种差异揭示了光子对硅原子的影响被忽视，这导致晶格平面的优先取向在其投影平面上具有最小的原子密度，而不是最低的能量。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy driven mobility enhancement in epitaxial La-doped BaSnO3 from vacuum annealing
宽带隙（~3.1 eV）La掺杂BaSnO 3（LBSO）作为透明氧化物半导体材料之一，具有高载流子浓度（~10^20 cm-3）和高载流子迁移率（~320 cm 2 V-1 s-1）的优点，受到了人们越来越多的关注。为此，许多研究人员迄今为止已经制造了LBSO外延膜，但是由于晶格/结构缺陷的形成，与单晶相比，可获得的载流子迁移率相当低。在这里，我们报告，在LBSO薄膜的迁移率抑制可以解除一个简单的真空退火过程。MgO衬底上LBSO薄膜的真空退火由于氧空位的形成而增加了载流子浓度，从而导致同时发生横向晶粒生长。其结果是，载流子迁移率大大提高了真空退火，这不会发生在空气中热处理后。这些结果扩大了我们目前的知识点缺陷形成在外延LBSO薄膜，并表明，真空退火是一个强大的工具，提高迁移率值的LBSO薄膜。
2018-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling between propagating acoustic waves and two-level systems in hydrogenated amorphous silicon
用热线化学气相沉积法制备的氢化非晶硅的比热测量结果表明，低温下氢化非晶硅具有较大的二能级系统密度。在远低于生长温度的200 °C下退火，不会显著影响已经很低的内摩擦或声速，但在2 K下不可逆地将非德拜比热降低了一个数量级，这表明二能级系统的密度大大降低。比热的内部摩擦的比较表明，两个级别的系统是反常的声波去耦，退火之前和之后。分析得出一个非常低的耦合常数值，该值在退火后增加，但仍然保持非常低。结果表明，氢的存在降低了耦合常数值。
2021-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modeling of the transient interstitial diffusion of implanted atoms during low-temperature annealing of silicon substrates
结果表明，在离子注入杂质分布的低浓度区，许多与“拖尾”有关的现象是由于非平衡杂质的反常扩散所致。这些现象包括在非晶化硅中的硼注入、铟离子的“热”注入、离子注入层的退火等。特别是，为了验证这一微观机制，模拟离子注入层的低温退火过程中的硼再分布已经进行了不同条件下的瞬态增强扩散抑制。由于与实验数据符合得很好，得到了非平衡杂质电子的平均迁移长度值。已经表明，对于注入到由锗离子非晶化的硅层中的硼，由于额外的氮注入，在800摄氏度的退火温度下杂质元素的平均迁移长度从11nm减小到约6nm。如果处理温度降低到750摄氏度，则观察到平均迁移长度的进一步缩短。在800 ℃热处理条件下，BF_2离子注入硅单晶时，硼化物的平均迁移长度为7.2nm。
2011-08-25 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
How Thermal Annealing Process Determines the Inherent Structure Evolution in Amorphous Silicon: An Investigation from Atomistic Time Scales to Experimental Time Scales
先进制造工艺中的退火处理，例如，激光辅助制造决定了玻璃的最终状态，这对玻璃的热、电和机械性能至关重要。基于势能面的能垒分析提供了一种有效的方法来研究退火过程中内在结构的微观演变，在一个加宽的时间尺度范围内，即，从原子时间尺度（~ ps）到实验时间尺度（~ s）。发现激活能势垒在势能面上的分布可分为三个区域：1.当退火速率Rdot <1 e15 K/s时，激活能势垒的分布主要服从瑞利分布; 2.两种不同的模式，当退火速率为1 e15 K/s < Rdot < instant时，谱图呈现指数衰减模式和瑞利分布模式; 3.当系统处于瞬时退火过程时，谱图几乎遵循指数衰减模式。然而，弛豫能垒的谱仅显示出衰减参数递减的指数衰减模式。提出了一种适用于任何特定退火速率的多时间尺度模型，该模型超出了传统原子模拟的限制，分子动力学模拟，然后提出了基于分布的能量障碍。这样的模型能够定量解释和预测的热释放过程中的纳米量热测量或激光辅助制造。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of low-temperature annealing on the void-induced microstructure in amorphous silicon: A computational study
我们提出了一个计算研究的空隙诱导的微结构在非晶硅（$\it a$ -Si）通过产生超大型模型的$\it a$ -Si的空隙体积分数为0.3 $\%$，在小角X射线散射（SAXS）实验中观察到。本文用约化对关联函数和非晶硅原子形状因子的傅里叶变换计算散射强度，研究了小角X射线散射中空洞形貌与散射强度之间的关系。低温（$\le$ 600 K）退火对散射强度和空隙的微观结构的影响已得到解决，特别强调的形状和大小的空隙，通过研究原子重排的空隙表面和计算的平均回转半径的空隙从表面原子的空间分布和强度图在Guinier近似。该研究表明，低温退火可以导致相当大的孔隙表面的重组，这是清楚可见的三维形状的空隙，但它可能不一定反映在一维散射强度图。
2018-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Temperature coefficient of Silicon based carrier selective solar cells
载流子选择性（CS）硅太阳能电池作为PN结硅太阳能电池的低成本替代物被越来越多地探索。虽然最近关于功率转换效率的趋势是令人鼓舞的，但是对于这样的太阳能电池，温度系数以及因此在升高的温度下的功率输出没有被很好地探索。在这里，我们解决这个问题，通过详细的数值模拟，探讨界面和材料参数对温度系数的影响。我们的研究结果表明，不考虑界面质量，CS太阳能电池的温度系数随着能带不连续性的增加而提高。有趣的是，与效率相关的趋势相反，我们的研究结果表明，CS太阳能电池的温度系数受少数载流子提取层的界面质量的影响比受多数载流子提取层的影响更大。这些见解对硅基CS太阳能电池的最佳材料和工艺条件的选择具有重要意义。
2018-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Carrier-phonon decoupling via annealing enhances thermoelectric performance of Bi2(Te,Se)3
通过退火引入阳离子空位，同时降低载流子密度并增强声子散射，实现载流子-声子解耦，使Bi2Te2.6Se0.4在373 K获得峰值ZT 1.06，提升热电制冷性能。
2025-09-26 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
CDF Run II Silicon Vertex Detector Annealing Study
在2001年初运行II调试和2011年9月运行结束之间，Tevatron对撞机以$\sqrt{s}=1.96$ TeV向费米实验室（CDF）的对撞机探测器提供了12 fb的$^{-1}$。在此期间，CDF硅顶点探测器受到高达12 Mrad的辐射剂量。操作结束后，硅探测器在$18^{\circ}$ C下退火24天。在本文中，我们提出了一个测量的偏置电流的变化的传感器的一个子集在退火期间。我们还介绍了一种新的方法来监测整个退火期间的耗尽电压。所观察到的偏置电流演变可以由具有时间常数$τ_I=17.88\pm0.36$（stat.）$\pm0.25$（系统）天我们观察到$(27\pm3)\%$在耗尽电压中的平均降低，其演变可以类似地由$τ_V=6.21\pm0.21$天的指数时间常数来描述。这些结果与汉堡模型的测量不确定性是一致的。
2013-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Study on the Effect of Annealing on Ga$_2$O$_3$ Thin Films Deposited on Silicon by RF Sputtering
INESC Microsystems and Nanotechnology（微纳电子系统研究所）；Institute for Plasmas and Nuclear Fusion, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院等离子体与核聚变研究所）；Department of Physics, Faculty of Sciences, University of Lisbon（里斯本大学理学院物理系）；BioISI – Biosystems and Integrative Sciences Institute, Faculty of Sciences, University of Lisbon（里斯本大学理学生物系统与整合科学研究所）；Department of Nuclear Science and Engineering, Instituto Superior Técnico, University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院核科学与工程系）
本文研究了通过射频溅射在硅上沉积的Ga$_2$O$_3$薄膜在不同退火温度下的光学和结构性能变化。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and Strain Stabilization of Point Defects in Silicon Carbide
通过制造光隔离的平板波导结构和仔细控制退火和冷却条件，增强了碳化硅中色心系综的光致发光和自旋特性。我们发现，光致发光信号的合奏注入缺陷的平板波导增强了一个数量级以上的相同注入体缺陷。板波导增强的光致发光的几个缺陷物种是用来研究重组和扩散的存在下的热退火与快速淬火冷却和较长的返回到环境条件。利用薄膜的受限力学几何结构测量了带负电荷的硅单空位的自旋-应变耦合。这项工作中的方法可用于对碳化硅中的近表面发射体进行更大的控制，并更好地理解和控制应变对基于碳化硅的色心的自旋测量的影响。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diamine Surface Passivation and Post-Annealing Enhance Performance of Silicon-Perovskite Tandem Solar Cells
本研究通过在钙钛矿/ETL界面引入DAP并对C60进行后退火，揭示THP形成与界面均匀化机制，将硅-钙钛矿叠层电池PCE提升至25.29%。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Silicon Atom Doping in SiNx Resistive Switching Films
研究通过ULE-II向SiNx层掺杂Si原子并退火，利用电学表征与阻抗谱测量揭示了Si掺杂和退火温度对器件开关特性、介电性能及传导机制的显著影响。
2025-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Molecular-dynamics thermal annealing model of laser ablation of silicon
提出了一个分子动力学热退火模型来研究皮秒脉冲激光烧蚀晶体硅的机理。根据热退火模型，将308 nm，10 ps高斯脉冲与Si（100）衬底相互作用的微观过程的详细描述嵌入到分子动力学方案中。这是通过明确占载流子声子散射和载流子扩散。低于消融的预测阈值注量$F_{th}=0.25 \text{J/cm}^{2}$，表面呼吸模式表明固体通过产生压力波恢复内部平衡。以上$F_{th}$，我们的模拟表明，物质的去除是由次表面过热效应触发的：材料的强烈加热导致激光沉积能量的热约束。结果，材料被过热到对应于硅的临界点的温度，并且在吸收体积内建立了强的压力梯度。同时，载流子扩散到体中导致在表面下形成陡峭的温度梯度。物质的去除随后由压力梯度的松弛驱动：大块-几个原子层厚-熔融材料以$\sim 1000 \text{m/s}$的初始轴向速度从表面排出，它们的排出是在表面下方的空隙成核之后。
2001-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Multiplication in Silicon Nanocrystals: Theoretical Methodologies and Role of the Passivation
载流子倍增是一种非辐射复合机制，其导致在吸收单个光子之后产生两个或更多个电子-空穴对。通过减少耗散效应的发生，可以利用该过程来提高太阳能电池的性能。在这项工作中，我们介绍了两种不同的理论完全从头算工具，可以通过研究纳米晶体中的载流子倍增。工具进行了详细描述和比较。随后我们计算了氢和羟基封端的硅纳米晶中载流子的倍增寿命，指出了钝化对载流子倍增过程所起的作用。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Total dose radiation and annealing responses of the back transistor of Silicon-On-Insulator pMOSFETs
研究了SOI pMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应和退火响应，并与同一硅片上SOI nMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应和退火响应进行了比较。用不同剂量的60Co γ射线辐照晶体管，辐照过程中，晶体管前端分别处于浮置状态和关断状态。后晶体管的总剂量辐射响应的特征在于它们的阈值电压漂移。结果表明，SOI pMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应与SOI nMOSFET相似，在很大程度上取决于辐照时的偏置条件。然而，在浮态偏置下，而不是关态偏置下，SOI pMOSFET的背晶体管显示出对总剂量辐射的更高的灵敏度，这与SOI nMOSFET相反。此外，还发现SOI pMOSFET背晶体管和SOI nMOSFET背晶体管在关态偏置辐照下的总剂量辐射效应随沟道长度的减小而增大。在室温下无偏压辐照后背晶体管的退火响应，其特征在于它们的阈值电压漂移，表明有一个相对复杂的退火机制与沟道长度和类型，在辐照过程中的偏置条件。特别是，对于所有的晶体管辐照与关态偏置，其背晶体管显示出异常的退火效果在早期退火。所有的结果进行了讨论和详细的分析，通过仿真的帮助。
2014-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Analytical Study of Thermal Annealing Behaviour of Erbium Emission in Er2O3-Sol-Gel Silica Films
室温1535 nm波段光致发光在~126 nm二氧化硅薄膜（6 at. %掺杂）作为真空炉退火（500至1050 ℃）的函数进行研究。发射强烈增强退火接近850摄氏度，这是通过模拟的温度依赖性所示的热激活去除氢氧根离子。这种工艺对硅基应用的适用性进行了讨论。
2012-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Density functional theory study of effect of NO annealing on electronic structure and carrier-scattering property of 4H-SiC(0001)/SiO$_2$ interface
本文利用密度泛函理论计算研究了NO退火形成的氮化层对4H-SiC/SiO₂界面电子结构与载流子散射的影响，发现氮化层可屏蔽O原子的不利库仑作用，但低面N密度导致电势涨落显著散射电子，提出应提高面N原子密度以抑制散射。
2025-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Bulk carrier lifetime surpassing 600 us in Upgraded Metallurgical-grade Silicon multicrystalline wafers after Phosphorus Diffusion Gettering
通过替代用于常规多晶硅的纯化路线获得升级的多晶硅级（UMG）Si，并且显著降低了对环境的影响。此外，尽管原料中的纯度水平低于多晶硅，但UMG-Si已被证明具有制造高效和低成本太阳能电池的潜力。UMG-Si裸片中记录的低初始体载流子寿命可以通过适当的磷扩散吸除（PDG）工艺提高到mc-Si的水平。在这封信中，优化的PDG工艺的UMG-Si的报道，导致增加的值之间的20和250倍的原始载流子寿命和645 us以上的记录数字。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-ion implantation and structural relaxation in amorphous silicon
本文利用FEM研究自离子注入非晶硅的热弛豫，揭示MRO先增强后减弱并最终再结晶，支持PC模型并解释高剂量缺陷与低温放热。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Laser writing and spin control of near infrared emitters in silicon carbide
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；Vilnius University（维尔纽斯大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
本文研究了碳化硅中飞秒激光直写色心阵列结合热退火的技术，实现了近电信O波段荧光发射及双空位的光学自旋读出与相干操控，为集成量子光子学提供了室温下保持自旋相干性的明亮近红外发射体。
2024-11-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Metallic State of Low Mobility Silicon at High Carrier density induced by an Ionic Liquid
高迁移率和稀二维电子系统表现出金属行为下降到最低的实验温度。在离子液体栅绝缘硅的研究中，我们已经观察到在低迁移率样品中以比高迁移率样品高得多的面载流子密度向金属态的转变。当载流子密度增加到超过$10^{13} \text{cm}^{-2}$时，我们还观察到金属样品中的迁移率峰。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of ion irradiated SiC: chemical defects, strain, annealing, and oxidation
拉曼光谱已被用来识别缺陷的键合在氖和硅离子辐照的6H-SiC单晶。在对应于不同缺陷结构的C-C键合区域中存在可观察到的差异，对于氖离子和硅离子掺杂。离子辐照SiC的拉曼光谱显示出比中子辐照更小的拉伸应变，由未损坏的衬底约束的膨胀引起的残余压应力解释。在高温离子注入过程中的氧化的证据被观察到作为C-O和Si-O拉曼信号。退火照射SiC，同时获得拉曼光谱显示快速恢复的Si-C键合，但未照射的结构的完全恢复。退火辐照的SiC引起表面氧化，而未辐照的SiC不氧化。比较金刚石和硅具有相似的晶体结构，但单原子的表观抗辐射性，导致的建议，化学缺陷负责增加辐射损伤的SiC。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Role of dislocations in scattering of charge carriers in mechanical polishing damaged layers of silicon wafers
揭示了导致机械抛光硅和锗晶片近表面层的小角度红外散射强度对光激发功率的异常（立方）依赖性的物理过程。结果表明，扩展的线性缺陷和位错的损伤区域主要贡献载流子散射。
2010-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
A new method for measuring excess carrier lifetime in bulk silicon: Photoexcited muon spin spectroscopy
我们用光激发μ子自旋谱测量了硅中光注入的过剩载流子寿命。正μ子深深地植入晶片中可以与过量载流子相互作用，并直接探测体载流子寿命，同时最大限度地减少表面复合的影响。该方法是基于μ子自旋不对称性的弛豫速率，这取决于过剩载流子浓度。通过模拟光照下硅中的四态μ介子模型，了解了其微观机制。我们将该技术应用于不同的注入水平和温度，并证明其注入和温度依赖的寿命光谱的能力。
2017-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optical nanoscopy of carrier dynamics in silicon nanowires
本文提出可见-近红外泵浦-探测光学纳米显微方法，结合点偶极子模型，实现单根硅纳米线尺寸相关载流子寿命分辨及优于50 nm分辨率的局部衰减时间成像。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Superconducting magnesium diboride films on Silicon with Tc0 about 24K grown via vacuum annealing from stoichiometric precursors
采用脉冲激光沉积技术，以化学计量比的MgB 2为靶材，在Si衬底上成功地制备了Tc为0 ~ 24 K、相变温度为1 K的MgB 2超导薄膜。与以前的报道相反，在630度和2 × 10 ^（-4）Ar/4%H2的背景下进行退火，而不需要Mg蒸气或Mg盖层。这种超导MgB 2膜在硅上的集成因此可以证明能够在超导体-半导体器件应用中实现。通过扫描电子显微镜（SEM）的表面形貌和横截面轮廓的图像表明，薄膜具有均匀的表面形貌和厚度。能量色散谱（EDS）显示这些薄膜被氧气污染，氧气来自生长环境或样品暴露于空气中。氧污染可以解释那些原位退火膜的低Tc，而使用Si作为衬底与其他衬底相比不会导致Tc降低。
2001-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Annealing mechanisms of intrinsic defects in 3C-SiC: a theoretical study
采用基于密度泛函理论的从头算方法研究了可移动本征缺陷的退火动力学。考虑了晶体-空位复合、空位和晶体向缺陷汇（如表面或位错）的扩散以及晶体-团簇的形成。计算出的迁移和反应势垒表明竞争退火机制的层次排序。与空位相比，碳和硅材料的更高的迁移率驱动了在较低温度下的退火机制，包括空位-间隙复合和间隙碳簇的形成。这些团簇在升高的温度下充当碳源。在p型材料中，我们讨论了作为退火机制的硅空位转化为更稳定的空位-反位复合物，该复合物在空位迁移之前被激活。最近对辐照3C-和4 H-SiC以及半绝缘4 H-SiC中空位相关中心的退火研究根据所提出的退火机制层次来解释。
2003-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Low Temperature Annealing on the Transport Properties of Zinc Tin Nitride
ZnSnN 2作为一种潜在的太阳能吸收材料最近引起了越来越多的兴趣，因为它的直接带隙被预测为基于阳离子无序从1.0-2.1 eV可调。进一步开发这种用于光致发光（PV）的材料的一个重要挑战是可靠地合成载流子密度小于或等于10^17个电子/cm^3的薄膜。在这项工作中，我们进行了系统的退火成分梯度的Zn-Sn-N薄膜的研究，以确定这种生长后处理的载流子密度和输运的影响。我们发现，退火6小时下的活化氮气氛中的结果在载流子密度减少约80%的富锌薄膜，和约50%的化学计量比的薄膜。然而，我们也发现，退火降低迁移率作为增加退火时间的函数。该结果表明，初始膜无序阻碍了本应通过退火获得的膜质量的益处。这一发现强调，精心管理的初始生长条件将是必要的，以获得PV质量的ZnSnN 2吸收膜。
2015-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling bulk and surface recombination properties in silicon by depth-dependent carrier lifetime measurements
利用μ子作为材料的体探针，通过对μ子注入深度的扫描，研究了硅片中载流子动力学的深度分布。光激发μ子自旋谱技术可以在半导体晶片中光学地产生过剩载流子，而μ子可以测量过剩载流子密度。结果，可以获得载流子复合寿命谱。深度依赖的寿命谱使我们能够准确地测量体载流子寿命和表面复合速度通过拟合一个简单的一维扩散模型的光谱。与其他传统的寿命谱技术不同，在这种方法中，体和表面复合性质可以容易地去卷积。在这里，我们已经应用该技术来研究硅晶片钝化处理和不钝化处理，并证明了该模型可以正确地描述在这两种情况下的载流子动力学。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical activation and electron spin resonance measurements of implanted bismuth in isotopically enriched silicon-28
我们进行了连续波和脉冲电子自旋共振测量注入铋施主同位素富集的硅-28。施主通过热退火以最小的扩散被电激活。热退火过程中，铋离子注入的损伤得到了修复，在8 K时，Bpp = 12 uT，T2 =0.7ms。结果表明，离子注入铋是硅中自旋量子位集成的一个有前途的候选者。
2012-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Effects on Amorphous Silicon Photovoltaic Performance from High-temperature Annealing Pulses in Photovoltaic Thermal Hybrid Devices
人们对光伏太阳能热（PVT）混合系统重新产生了兴趣，该系统收集太阳能用于热和电。通常，PVT系统的主要焦点是冷却光伏（PV）电池以提高电性能，然而，这导致热部件与太阳能集热器相比表现不佳。非晶硅（a-Si：H）的低温度系数允许PV电池在较高温度下操作，并且是更共生的PVT系统的潜在候选者。a-Si：H PV的基本挑战是光诱导降解，称为Staebler-Wronski效应（SWE）。幸运的是，SWE是可逆的，并且如果电池退火，a-Si：H PV效率可以返回到其初始状态。因此，存在将a-Si：H直接沉积在太阳能热吸收器板上的机会，其中电池可以达到退火所需的高温。在这项研究中，这个机会是实验探索。首先，a-Si：H PV电池以12小时循环在100 \degreeC下退火1小时，并且对于剩余时间，电池在50 \degreeC下降解，以便每天一次模拟PVT系统的停滞1小时。发现当比较在正常50 \degreeC降解下稳定后的细胞时，与仅在50 \degreeC降解的细胞相比，该退火序列导致10.6%的能量增益。
2012-03-06 cond-mat.mtrl-sci
On the Structural and Optical Properties of Sputtered Hydrogenated Amorphous Silicon Thin Films
本文主要研究了射频阴极溅射法制备的氢化非晶硅薄膜（a-Si：H）的光学和结构特性。我们分别研究薄膜沉积过程中的氢分压的影响，以及沉积后的热退火对层的主要光学特性，如折射率，光学带隙和Urbach能量的影响。使用掠射X射线反射测量技术，薄膜的结构特性检查后立即薄膜沉积以及表面氧化或退火后。我们表明，低氢压力允许层中的悬挂键饱和，而高剂量导致产生新的缺陷。我们还表明，在中等温度下的热退火提高了沉积层的结构质量。对于刚沉积后检查的膜，氢的作用出现在其密度的增加。对于那些在环境中短暂停留后进行分析的人来说，氢对他们的表面氧化起着保护作用。这种作用消失了很长一段时间留在周围。非晶硅;掠入射X射线;氢;光学性质;穿透深度;反射法;热退火;薄膜; PACS编号61.10.K - 61.43.D - 68.55.JK - 68.55.81.15.A
2002-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion-free ultrafast carrier dynamics in silicon nano-pillars
我们采用泵浦-探测反射率方法研究了晶体硅纳米柱结构中的超快载流子动力学，激光脉冲为800 nm，150 fs，能量密度为{17 - 170} mJ/cm ^2。尺寸的结构，使我们能够消除从扩散过程中的激发载流子的弛豫动力学的贡献。在亚熔区，观测到强的强度依赖的时间分辨反射率变化ΔR（τ d）。在强抽运下，ΔR（τ d）可达8%，比体硅高出数倍。根据测量结果，我们推断在载流子密度约为1 x 10^20 cm^-3时，复合时间可达10 ns，而电子-声子相互作用发生在350-400 fs之间，并且与浓度无关。
2009-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Infrared spectroscopy of hydrogenated and chlorinated amorphous silicon
给出了氢化和氯化非晶硅薄膜的红外透射谱随氯浓度和退火温度的变化。随着氯含量的增加，观察到2100 cm-1带强度的增加。我们将这种效应与SiH 2Cl 2的存在，混合配置。的Sic 1伸缩带，位于545 cm-1的未退火的样品中，连续移位高达590 cm-1的退火温度的增加。这种置换归因于SiCl 2物质在500°C左右占优势以及它们在700°C以上转化为SiCl 2物质和SiCl 2分子。
2021-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Band edge discontinuities and carrier transport in c-Si/porous silicon heterojunctions
采用电化学阳极氧化法制备了纳米多孔硅（PS）发光层，并利用暗电流-电压（I-V）特性的温度依赖性对c-Si/PS异质结进行了表征。发现c-Si/PS异质结的反向偏置I-V特性表现为类似于肖特基结，其中载流子输运主要由PS侧形成的耗尽区中的载流子产生-复合决定。c-Si的费米能级被钉扎到界面处的缺陷能级，导致ln（I）与V^0.5成比例。在反向偏置条件下的势垒高度被示出为等于在导带边缘的带偏移。给出了c-Si/PS异质结的能带图。
2007-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of buffer/protective layers on the structural and magnetic properties of SmCo films on Silicon
本研究针对硅基钐钴硬磁体集成需求，对比了五种缓冲/保护层与两种退火温度对SmCo薄膜磁性能的影响，证实通过工艺参数调控可获得处于文献最高水平之列的3.65 T矫顽力，实现磁性能的精细调控。
2024-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Carrier multiplication between interacting nanocrystals for fostering silicon-based photovoltaics
太阳能作为一种清洁的可再生能源，如何高效地将太阳辐射转化为电流是现代科学研究的重要课题之一。目前，利用纳米晶体之间的相互作用似乎是一个有前途的路线，以促进建立第三代光化学。在这里，我们采用一个完全从头算方案来估计纳米粒子相互作用的相互作用的硅纳米晶体的载流子倍增动力学的作用。能量和电荷转移为基础的载流子倍增事件的研究作为一个功能的分离显示的好处引起的波函数共享制度。我们证明了这些重组机制的光伏应用的情况下，硅纳米晶体排列在密集的阵列，在原子尺度的条件下最大限度地提高结果量化的相关性。
2013-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Colour Centre Formation in Silicon-On-Insulator for On-Chip Photonic Integration
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究探讨了在硅基绝缘体中制造多种颜色中心以实现可大规模生产的量子设备，分析了不同工艺对量子发射体的影响，并发现了新的稳定光学信号。
2026-01-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Dynamics of Photo-excited Hot Carriers in Hydrogenated Amorphous Silicon Imaged by 4D Electron Microscopy
非晶半导体中的电荷载流子的动力学与晶体半导体中的电荷载流子的动力学根本不同，这是由于缺乏长程序和高缺陷密度。尽管密集的技术驱动的研究兴趣和存在完善的实验技术，如光电导飞行时间和超快光学测量，在非晶半导体中的光激发载流子的动力学的许多方面仍然知之甚少。在这里，我们展示了直接成像的载流子动力学的空间和时间光激发后，在氢化非晶硅（a-Si：H）的扫描超快电子显微镜（SUEM）。我们观察到一个意想不到的制度，快速扩散后立即光激发，随着自发的电子-空穴分离和原子无序引起的电荷捕获。我们的研究结果表明，丰富的动态热载流子输运在非晶半导体，可以揭示直接成像的基础上SUEM。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Suppressing the cellular breakdown in silicon supersaturated with titanium
高掺杂Si，最高达6at.%采用离子注入、脉冲激光退火和闪光灯退火的方法对Ti进行固溶处理。在这两种情况下，注入的Si层可以很好地再结晶，分别通过液相外延和固相外延。Ti注入Si液相外延后的横截面透射电子显微镜显示了所谓的生长界面击穿或细胞击穿，由于在熔体中的成分过冷的发生。细胞破裂的出现阻止了进一步的再结晶。然而，在闪光灯退火期间，由于非晶-晶界面的高速度和Ti在固相中的低扩散速度，固相外延可以有效地抑制外扩散和胞击穿。
2016-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Nanosecond Laser Annealing: impact on superconducting Silicon on Insulator epilayers
本研究通过纳秒激光退火制备超导绝缘体上硅外延层，发现退火能量和次数调控超导临界温度至0.5K，并揭示超导/非超导双层结构，为超导硅大规模集成奠定基础。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Increasing the Collection Efficiency in Selenium Thin-Film Solar Cells Using a Closed-Space Annealing Strategy
本研究提出近空间退火（CSA）策略抑制硒升华，实现更高温度与更长时间退火，在不减小晶粒尺寸下改善表面形貌，降低电荷转移电阻，从而提升硒薄膜太阳能电池的载流子收集效率与整体性能。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Probing ultrafast carrier dynamics and nonlinear absorption and refraction in core-shell silicon nanowires
我们研究的弛豫动力学的光生载流子在硅纳米线组成的结晶芯和周围的非晶壳，使用飞秒时间分辨差分反射率和透射光谱在光子能量为3.15 eV和1.57 eV。差分透射率和反射率瞬变的复杂行为是来自纳米线表面和衬底上的晶体芯和非晶硅的混合贡献，其中状态填充和光致吸收的竞争效应支配载流子动力学。在增加光生载流子密度时观察到更快的弛豫速率。独立的实验结果上的结晶蓝宝石上的硅帮助我们在分离的贡献，在纳米线样品中的结晶芯和非晶区域的载流子动力学。此外，在1.57 eV的单束z扫描非线性传输实验中，在开放和封闭的孔径配置产生双光子吸收系数β $ (~3 cm/GW) and nonlinear refraction coefficient \$gamma$（-2.5 × 10 ^-4 cm 2/GW）。
2012-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene on silicon: effects of the silicon surface orientation on the work function and carrier density of graphene
采用密度泛函理论研究了硅（Si）衬底（111）、（100）和（110）面上的石墨烯。有几个有趣的发现。首先，石墨烯中的碳原子与Si原子形成共价键，当放置在Si（111）和（100）表面上足够接近时，而不是在（110）表面上。Si（111）表面的存在将石墨烯的费米能级移动到其导带中，导致功函数增加0.29 eV，电子密度增加三个数量级。在没有掺杂的Si（100）衬底上，石墨烯的载流子密度也可以增加80倍，这是由于狄拉克点附近的态密度的修改。在Si（110）上不能形成界面共价键。硅衬底的不同取向对石墨烯性质的这些显著影响与硅表面的表面密度有关。将结果应用于特定方向的实际器件需要进一步考虑表面重建，晶格失配，温度和环境影响。
2021-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of silicon nanocrystals using sequential Au ion implantation
硅纳米晶体是使用两阶段的金离子注入技术。使用低能量离子的第一阶段注入导致非晶Si（a-Si）层的形成。随后的高能量金照射在第二阶段中被发现产生应变硅NC。可以看出，在低至500 $^o$ C的温度下的退火导致显示量子限制效应的无应变NC。较高温度退火的样品被发现，从a-Si矩阵的再结晶导致尺寸的增长。利用拉曼散射、X射线衍射（XRD）和卢瑟福背散射光谱（RBS）研究了退火对样品的影响以及纳米硅的尺寸。这些数据可以很好地解释使用声子禁闭模型与一个非常窄的尺寸分布。XRD结果与Raman分析一致。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of W Silicon Emitting Centers formation by Ga ion implantation
本文利用分子动力学模拟研究Ga离子注入与退火后纯硅中W中心的形成，提出三间隙团簇识别方法，发现高能注入增加团簇数量，退火可消除多余缺陷并保留W中心候选缺陷。
2023-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Carrier dynamics in silicon nanowires studied via femtosecond transient optical spectroscopy from 1.1 to 3.5 eV
我们提出了飞秒瞬态传输（或吸收）测量硅纳米线的能量范围为1.1-3.5 eV，从低于间接带隙以上的直接带隙。我们的泵浦-探测测量使我们能够给出硅中载流子动力学的完整图像。通过这种方式，我们进行了实验研究，缺乏在整个文献中的硅载流子动力学的光谱完整性。一个特别强调的是在相对于直接带隙在3.3 eV的能量的瞬态吸收的动态。事实上，使用低于和高于3.3 eV的泵浦能量使我们能够解开电子和空穴在各自能带中的动力学。对不同泵浦能量下的直接带隙的带隙重整化也进行了研究。一个关键的讨论给出的结果低于3.3 eV的声子辅助过程中所需的光学跃迁。
2019-02-27 cond-mat.mtrl-sci
