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H,其上沉积很快,基于测量数据计算的:高度多孔的a-Si的结构模型。密集有序区域(DOD)是蓝色的和空腔为红色。灰层表示无序的a-Si:H矩阵。The round sections show the nanostructures enlarged to atomic resolution (below, Si atoms: grey, Si atoms on the surfaces of the voids: red; H: white)  CREDIT Eike Gericke/HZB
H,其上沉积很快,基于测量数据计算的:高度多孔的a-Si的结构模型。密集有序区域(DOD)是蓝色的和空腔为红色。灰层表示无序的a-Si:H矩阵。圆形部分显示放大到原子分辨率的纳米结构(下面,Si原子:空隙的表面上灰色,Si原子:红色; H:白色)CREDIT埃克格里克/ HZB

抽象:
硅不必是结晶的,但也可以制作为无定形薄膜。在这样的无定形的薄膜中,原子结构是无序的像在液体或玻璃。如果额外的氢是生产这些薄层的过程中掺入,所谓的a-Si:形成H层。“这样的a-Si:H薄膜已经知道了几十年并且被用于各种用途,例如作为在世界纪录串联接触层由钙钛矿和硅的太阳能电池,最近由HZB开发的”解释从HZB克劳斯教授嘴唇。“有了这个研究中,我们表明,在a-Si:H决不均匀无定形材料的无定形基质中散布有变化的局部密度的纳米尺寸的区域,从空腔到非常高的顺序的区域”的物理学家评论。

为了在混乱:在非晶硅密度波动发现

柏林,德国|发表于2020年10月30日

H薄膜:在埃因霍温和代尔夫特技术大学合作,嘴唇和他的团队在实验观察和定量测量这些不同产生不均匀的a-Si成功的第一次。要做到这一点,他们结合的互补分析方法的结果,以形成整体图像。

“我们发现在a-Si的病症的纳米级顺序:通过在BESSY II进行X射线散射测量H层我们然后能够确定在前者非晶网络中的氢原子的中子散射分布研究反应堆BER II在HZB部位万湖”,埃克格里克,博士生和文章的第一作者。进一步的见解,通过在CCMS岩心研究和电子自旋共振测量(ESR)进行的电子显微镜提供。

“我们能够发现纳米尺寸的空隙,由略多于10人失踪原子产生。这些空隙自身排列成集群约1.6纳米到对方反复的距离,”格里克说。这些空隙在增加浓度时发现在a-Si:H层具有以非常高的速率被淀积。

研究人员还发现纳米级的区域具有较高位比周围的无序材料。这些密集有序的域(DOD)包含几乎没有任何氢。“该DODS形成达15个纳米的直径的聚集体,并在所有在a-Si中发现:此处考虑ħ材料”格里克解释。

“国防部区域具有在2012年进行了理论预测,并能够减少在该材料的机械应力,从而有助于在a-Si的稳定性:H薄膜在另一方面中的空隙,能促进半导体的电子降解通过各层ESR测量指示,说:”克劳斯的嘴唇。

关于现在已经发现可以实现新的应用,例如用于可编程光子系统或未来的硅电池技术光波导子结构制造工艺的针对性的优化。vwin徳赢官网最后但并非最不重要的,调查结果也将有助于解开最后的a-Si的光致降解的微观机理:H太阳能电池,拼图科学界正在努力,因为超过40年解决的一个。

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