Nanoscale Conductive Channels in Silicon Whiskers with Nickel Impurity

Yatsukhnenko, Serhii; Druzhinin, A. A.; Ostrovskii, Igor; Khoverko, Yuriy; Chernetskiy, Mukhajlo

doi:10.1186/s11671-017-1855-9

Cited by 19 publications

(6 citation statements)

References 29 publications

(30 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Як відомо, ниткоподібні кристали у зінтегрованій техніці посідають вагоме місце щодо виготовлення на їх основі пристроїв та приладів мікро-і наносистемної техніки [4][5][6][7][8][9]. Коли йдеться про виготовлення сенсорів для використання в області низьких температур, то необхідно враховувати, що електрофізичні властивості напівпровідників визначаються як ступенем легування, так і типом легуючої домішки [10], ступенем компенсації [11] і мірою наближення до переходу метал-діелектрик [12], що визначає їх застосування у мікросистемній техніці. Це викликає необхідність вивчення електропровідності напівпровідників, зумовленої впливом поведінки легуючої домішки від температури за сильної спін-орбітальної взаємодії.…”

Section: аналіз та постановка завданняunclassified

“…Відомо [9,11], що струмоперенесення реалізується у тонкому приповерхневому шарі кристала. В цьому випадку оцінка профілю розподілу домішки нікелю набуває важливого значення, оскільки прямо впливає на технологічні параметри формування структури кристала, а відтак, і на електрофізичні параметри кристалів.…”

Section: методика експериментуunclassified

“…де Q -загальна кількість нікелю, тобто доза легування [11]; t -час дифузії; D -коефіцієнт дифузії домішки нікелю за заданої температури. Розподіл домішки нікелю, який визначається часом дифузії в приповерхневу область кристала, є гауссівським.…”

Section: методика експериментуunclassified

See 2 more Smart Citations

Використання Мікрокристалів Кремнію Легованих Бором Та Нікелем У Сенсорній Техніці

Druzhinin¹,

Ostrovskii²,

Ховерко³

et al. 2022

ICTEE

View full text Add to dashboard Cite

The paper is devoted to study of the charge carrier transfer characteristics in the silicon microcrystals doped by boron to concentrations corresponding to the metal-dielectric transition, as well as modified by a transition metal admixture with an unfilled 3d+ shell of the local magnetic moment. The magnetoresistance of microcrystals under the magnetic field action to 14 T at the cryogenic temperatures was studied. A detailed analysis of the results of studies of magneto-transport properties of crystals was carried out. It was found that the low-temperature transport of charge carriers for silicon microcrystals is based on hopping polarization conduction. Based on the results of the magnetization study of Si <B, Ni> crystals, the concentration of magnetic centers was determined, which is 4×1017cm-3. The use of silicon microcrystals in magnetic field sensors with the magnetoresistive principle of operation is proposed

show abstract

Section: аналіз та постановка завданняunclassified

Section: методика експериментуunclassified

See 1 more Smart Citation

Використання Мікрокристалів Кремнію Легованих Бором Та Нікелем У Сенсорній Техніці

Druzhinin¹,

Ostrovskii²,

Ховерко³

et al. 2022

ICTEE

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…To increase the efficiency of a solar cell based on "solar silicon", it is required to increase the lifetime of photogenerated charge carriers [3], as well as to reduce optical and electrical energy losses [4]. An increase in the lifetime of minority charge carriers in SCs is possible by gettering uncontrolled impurity atoms with clusters of nickel atoms [5,6]. It was shown in work [7] that doping the front side of a solar cell with a deep p-n junction with nickel atoms leads to an increase in efficiency.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of nickel doping on the spectral sensitivity of silicon solar cells

Zikrillayev,

Kenzhaev,

Ismailov

et al. 2023

E3S Web Conf.

View full text Add to dashboard Cite

In the modern industrial production of solar cells (SC), there is a growing trend to utilize “solar silicon” as the base material due to its cost-effectiveness. However, solar silicon possesses a drawback - it has a shorter lifetime of minority charge carriers (MCC), making it challenging to achieve high efficiency in solar cells. To address this limitation and improve the efficiency of solar cells based on “solar silicon,” two key objectives need to be met. Firstly, it is essential to increase the lifetime of photogenerated charge carriers. Secondly, there is a need to minimize both optical and electrical energy losses. To achieve an increase in the lifetime of minority charge carriers in SCs, a process called gettering can be employed. This process involves utilizing clusters of nickel atoms to trap uncontrolled impurity atoms. The paper presents the results of a study on the additional doping of silicon solar cells with nickel atoms, for factors affecting the long-wave and short-wave efficiency. Nickel doping has been shown to increase the efficiency of solar cells. It is determined that in the visible region of the spectrum the spectral sensitivity of a silicon solar cell doped with nickel is higher up to 25÷35% due to a decrease in surface recombination. Technological recommendations for nickel doping of single-crystal silicon solar cells are proposed to be combined without significant changes with the standard technological process for manufacturing solar cells.

show abstract

“…Для повышения эффективности кремниевых СЭ требуется увеличить коэффициент собирания и время жизни фотогенерируемых носителей заряда [3], а также уменьшить оптические и электри-ческие потери энергии [4]. Увеличение времени жизни неосновных носителей заряда (ННЗ) в СЭ [5,6] возможно путем геттерирования рекомбинационных центров кластерами никеля.…”

Section: Introductionunclassified

Increasing the Efficiency of Silicon Solar Elements by Doping with Nickel

Kenzhaev¹,

Зикриллаев²,

Ayupov³

et al. 2023

EOM

View full text Add to dashboard Cite

It is shown that in the near-surface region of the solar cells (SCs) the concentration of nickel atoms is higher than in the bulk by 2–3 orders of magnitude, therefore, the gettering rate in the near-surface region is higher. Optimal modes of gettering by nickel clusters (i.e., nickel diffusion – Т = 800–850 °С, additional thermal annealing – Т = 750–800 °С) and the structure of a silicon SC were experimentally determined, which makes it possible to increase the efficiency of silicon SCs by 25–30% relative to the control. The physical mechanisms of the influence of the processes of diffusion of impurity nickel atoms and additional thermal annealing on the state of nickel atoms in the near-surface region and the SCs base and, accordingly, on the parameters of the SC are revealed. Physical models of the structure of a cluster of nickel atoms in silicon and the process of fast diffusing impurities gettering by clusters of nickel atoms are created. The binding energy of fast dissusing impurities atoms with a nickel cluster is estimated to be ~ 1.39 eV. The calculation shows that doping with nickel can increase the lifetime of minority charge carriers by 2–4 times, and the collection coefficient by 1.4–2 times. The experiment showed an increase in the minority charge carriers lifetime up to 2 times and an increase in efficiency by 25–30%.

show abstract

Nanoscale Conductive Channels in Silicon Whiskers with Nickel Impurity

Cited by 19 publications

References 29 publications

Використання Мікрокристалів Кремнію Легованих Бором Та Нікелем У Сенсорній Техніці

Використання Мікрокристалів Кремнію Легованих Бором Та Нікелем У Сенсорній Техніці

Effect of nickel doping on the spectral sensitivity of silicon solar cells

Increasing the Efficiency of Silicon Solar Elements by Doping with Nickel

Contact Info

Product

Resources

About