Aller au contenu principal
2025 article

Mechanism of light emission at silicon dislocations

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
1Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Silicon is a pivotal material for modern electronics, but its indirect-gap nature makes it inefficient in band-to-band light emission. The realization of efficient light emission has epoch-making significance in the manufacturing of photonic chips and optical interconnect. Previous experimental studies have reported dislocation luminescence in silicon and constructed the related light-emitting devices. However, the light emission mechanism remains elusive. Here, based on large-scale first-principles calculations, we have studied the electronic structure and optical properties of different types of dislocations in silicon. It is found that the $\ensuremath{\langle}110\ensuremath{\rangle}$ type-I edge dislocation shows a quasidirect band gap at the \ensuremath{\Gamma} point. The natures of the band edge states are not the dislocation states residing inside the core, rather they are bulklike states confined near the dislocation caused by strain induced by the dislocation. Due to the strong confinement, they have large optical transition dipole moments ($\ensuremath{\sim}0.23\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\mathrm{eV}$), thus making them optically active. Furthermore, applying a small compressive strain ($\ensuremath{\sim}0.5%$) can easily change the band structure from quasidirect to direct, further enhancing the optical transition at the \ensuremath{\Gamma} point and improving the efficiency of the related Si-based optical devices. Finally, we also found two incognizant stable mixed-edge dislocation configurations.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanism of light emission at silicon dislocations
Date Crossref
09/12/2025
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Institute of Semiconductors pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Institute of Semiconductors.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Silicon and Solar Cell TechnologiesSemiconductor Quantum Structures and DevicesThin-Film Transistor Technologies

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.