硅晶界的化学纳米分析对高功能硅太阳能电池的制造

5^th理论、材料和凝聚态物理国际会议

2018年11月26日至28日|美国洛杉矶

Yutaka Ohno

东北大学，日本

主题:Res. Rev. J Mat. science

DOI:10.4172 / 2321 - 6212 c10 - 040

摘要

具有晶界的多晶材料(GBs)由于其结构缺陷而产生了过多的自由能，通过杂质偏析使GBs发生纳米级结构变化从而降低其能量。这些在gb的局部变化可以稳定非平衡的纳米结构，导致这些材料的宏观性质的急剧变化。然而，由于难以在原子水平上表征相同GB的晶体学和化学性质，GB偏析的机制还远远没有被理解。因此，我们开发了一种分析方法，通过原子探针断层扫描(APT)和扫描透射电子显微镜(STEM)的联合使用，结合从头计算，确定了同一GB在同一纳米位置上的杂质分离能力，并讨论了原子水平上的分离机制。利用高空间分辨率(约0.4nm)的APT系统测定了Si中典型的大角度GBs、小角度GBs和GBs位错处的杂质原子三维分布，并与基于原子分辨率STEM数据从头算得到的GBs周围原子应力相关。结果表明，在特定的应力作用下，杂质原子优先在原子位置分离，从而通过降低局部应力来获得更稳定的键合网络。例如，每单位GB面积的分离氧原子数(NGB)与每单位GB面积的受力位置数(nbc)和GB周围的平均氧原子浓度([Oi]) (NGB ~ 50nbc[Oi])成正比。

传记

Yutaka Ohno(物理学博士)就职于日本东北大学材料研究所(http://www-lab.imr.tohoku.ac.jp/~yutakaohno/)。他还在CREST研究项目中工作(批准号:;日本科学技术厅JPMJCR17J1(2017-2023))。重点是利用原子探针断层扫描(APT，空间分辨率小于0.4nm)结合扫描透射电子显微镜(STEM)和从头计算定量分析Si和化合物的晶界杂质分离能力，以及在TEM下通过光学测量(阴极发光、微光发光、近场光学测量)研究半导体纳米结构的原子结构。

电子邮件:(电子邮件保护)

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