Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Boron-Incorporating Silicon Nanocrystals Embedded in SiO2: Absence of Free Carriers vs. B-Induced Defects

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F17%3A10367384" target="_blank" >RIV/00216208:11320/17:10367384 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-08814-0" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-08814-0</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-08814-0" target="_blank" >10.1038/s41598-017-08814-0</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Boron-Incorporating Silicon Nanocrystals Embedded in SiO2: Absence of Free Carriers vs. B-Induced Defects

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Boron (B) doping of silicon nanocrystals requires the incorporation of a B-atom on a lattice site of the quantum dot and its ionization at room temperature. In case of successful B-doping the majority carriers (holes) should quench the photoluminescence of Si nanocrystals via non-radiative Auger recombination. In addition, the holes should allow for a non-transient electrical current. However, on the bottom end of the nanoscale, both substitutional incorporation and ionization are subject to significant increase in their respective energies due to confinement and size effects. Nevertheless, successful B-doping of Si nanocrystals was reported for certain structural conditions. Here, we investigate B-doping for small, well-dispersed Si nanocrystals with low and moderate B-concentrations. While small amounts of B-atoms are incorporated into these nanocrystals, they hardly affect their optical or electrical properties. If the B-concentration exceeds similar to 1 at%, the luminescence quantum yield is significantly quenched, whereas electrical measurements do not reveal free carriers. This observation suggests a photoluminescence quenching mechanism based on B-induced defect states. By means of density functional theory calculations, we prove that B creates multiple states in the bandgap of Si and SiO2. We conclude that non-percolated ultra-small Si nanocrystals cannot be efficiently B-doped.

  • Název v anglickém jazyce

    Boron-Incorporating Silicon Nanocrystals Embedded in SiO2: Absence of Free Carriers vs. B-Induced Defects

  • Popis výsledku anglicky

    Boron (B) doping of silicon nanocrystals requires the incorporation of a B-atom on a lattice site of the quantum dot and its ionization at room temperature. In case of successful B-doping the majority carriers (holes) should quench the photoluminescence of Si nanocrystals via non-radiative Auger recombination. In addition, the holes should allow for a non-transient electrical current. However, on the bottom end of the nanoscale, both substitutional incorporation and ionization are subject to significant increase in their respective energies due to confinement and size effects. Nevertheless, successful B-doping of Si nanocrystals was reported for certain structural conditions. Here, we investigate B-doping for small, well-dispersed Si nanocrystals with low and moderate B-concentrations. While small amounts of B-atoms are incorporated into these nanocrystals, they hardly affect their optical or electrical properties. If the B-concentration exceeds similar to 1 at%, the luminescence quantum yield is significantly quenched, whereas electrical measurements do not reveal free carriers. This observation suggests a photoluminescence quenching mechanism based on B-induced defect states. By means of density functional theory calculations, we prove that B creates multiple states in the bandgap of Si and SiO2. We conclude that non-percolated ultra-small Si nanocrystals cannot be efficiently B-doped.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GC16-09745J" target="_blank" >GC16-09745J: Porozumění účinnosti luminiscence křemíkových kvantových teček</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2017

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Scientific Reports

  • ISSN

    2045-2322

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    7

  • Číslo periodika v rámci svazku

    21 August 2017

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    000408102500012

  • EID výsledku v databázi Scopus