在硅中形成超材料的分组纳米结构单元系统以及在其中形成和排列它们的制造方法

摘要

本发明涉及在硅中形成超材料的分组纳米结构单元系统，以及以最佳方式将它们排列在其中的制造方法。以在硅材料内部最佳排列的方式将所述纳米结构单元分组和处理。所述方法包括通过高效地使用热电子的动能以及高效地收集在转换器中产生的所有电子，来改变基本晶体单元连同应力场、电场以及重杂质掺杂以形成以最佳排列分组的纳米结构单元的超晶格从而改善光电转换效率。

主权项

一种由纳米结构基本单元制成的纳米级系统，由于纳米级转变通过调整常规Si材料，所述纳米结构基本单元以在全硅光电转换器的硅材料内部包埋纳米级Si分层系统的形式排列进行分组和处理，从而形成新的相，其特征在于以下步骤：A.纳米结构人造物质形成超材料并且以下述方式处理在所述硅内部产生、形成和成型的基本单元的功能性：a.在半导体晶格中插入一起作用的强物理场，例如应力场、电场、重杂质掺杂、导致初始物质显著地局部转变成超材料纳米层的有序结构缺陷，b.通过聚焦能量束、电子束、离子束以及其他合适的辐射，从基本晶体结构中移出两个Si原子，形成两个相互作用空穴的系统，称为双空穴，c.将足够大量的和良好分散的segton放置在良好限定的纳米空间中，d.将segton放置在正面晶片区中，e.将大量的segton放置在晶体<c‑Si>相内，f.形成特定的和有用的电子能量组，其完成用于高效光电转换的基本Si能量带，g.重掺杂被双空穴占据的区域以及该区域周围的空间以局部地表现出n‑型行为，h.在转换器的技术处理期间保留segton群体持续温度升高的时间段i.通过重叠物理效应、两种场：电场和力场、掺杂、适当暴露于入射光子来处理segton的密集群体，j.允许准永久性双重负segton电荷状态，k.采用两种不同的电子转移机理，segton进和出；出是通过传导带，而进是通过杂质带，l.采用单向segton功能作为能量阀和几何空间阀，m.由于通过杂质带的电子传导，采用超快速segton再充电，n.处理具有弱键合电子的二次电子产生中心以及其中sag物质有利地放置在与转换的光波长紧密结合的转换器正面附近，其中产生双空穴存储器，其是插入发射极中的非晶体，其中产生双空穴的适当的存储器以及其中控制点缺陷或双空穴的密度和数量，以及其特征在于其中插入发射极内的产生的双空穴存储器缠绕在纳米层周围，其中所述纳米层与双空穴接合并且浸入在有待转变为称为“seg‑物质”的超材料的a‑Si/c‑Si杂界面处存在的多种物理场中，B.根据以下步骤形成并且成型纳米层‑由于发射极内纳米级转变调整常规晶体材料，导致插入纳米结构单元的纳米级系统，由于有利地施加的应力场、电场、以及由需要的聚焦能量沉积导致的重杂质掺杂，以在硅材料内部排列的方式将所述纳米结构单元分组和处理，‑以超材料的至少一个纳米层形式构造segton的排列，其位于所述发射极内的纳米空间中并且足够接近光吸收空间或在其内部，‑通过纳米膜将纳米级系统限定在纳米体积内，所述纳米膜是有用地定向于半导体特性改变处的半导体杂界面，例如在纳米膜处电子从一种电子能量组纳米级系统移动至另一种电子能量组纳米级系统，主要的电子转移机理从相当双极性变成相当单极性，反之亦然，其特征在于产生限定seg物质体积的这类纳米膜，其源自重叠由填满缺陷和无缺陷体积所致的两种不同材料晶体和非晶相，以及源自局部物理场的作用，例如应变场和电场，从而通过材料调整形成有序超晶格‑处理半导体界面，其是通过内置力场确定的位于一侧弛豫Si和另一侧衍生的晶体材料之间的c‑Si/<c‑Si>界面以及位于衍生的晶体材料与非晶材料之间的<c‑Si>/a‑Si界面，两者都在源自由于非晶化和适当的热力学循环导致的膨胀效应的内置力场下。