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Science上发表对半导体载流子在pn节中的四维动力学的研究
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对于界面电荷转移的研究是许多过程研究的基础，包括将光能转化为化学能。这里，本文报道了在纳米尺度上对Si的p-n节界面上载流子的光激发、输运和复合过程进行了成像。 记录的图片阐明了在受到光激发后的载流子密度的时空变化。结果载流子在p-n节出的分离要远宽于耗尽层，这与广为接受的漂移-扩散模型正好想法，并且依赖于激光通量，载流子密度定域在节区可长达几十纳秒。 这些观察说明了不同的弹道输运类型，作者对这些现象提出了相关的模型和解释。 本文正文较为易读，深入可通过对附件内容进一步了解。 The dynamics of charge transfer at interfaces are fundamental to the understanding of many processes, including light conversion to chemical energy. Here, we report imaging of charge carrier excitation, transport, and recombination in a silicon p-n junction, where the interface is well defined on the nanoscale. The recorded images elucidate the spatiotemporal behavior of carrier density after optical excitation. We show that carrier separation in the p-n junction extends far beyond the depletion layer, contrary to the expected results from the widely accepted drift-diffusion model, and that localization of carrier density across the junction takes place for up to tens of nanoseconds, depending on the laser fluence. The observations reveal a ballistic-type motion, and we provide a model that accounts for the spatiotemporal density localization across the junction.  Schematic of SUEM and imaging of the junction.png  Dynamics with and without the junction.png  Theoretical modeling of carrier separation and transport.png  Comparison between experiment and theory.png |
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2015-01-11 19:06:49, 2.91 M
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