Bu araştırma, yarıiletkenlerde elektron veya delikleri yakalayarak elektriksel taşınımı ve yeniden birleşmeyi etkileyen elektronik tuzak durumlarını, ek bir p-n veya Schottky bağlantısı oluşturmadan karakterize etmek için taşıyıcı ve tuzak çözünürlüklü foto-Hall (carrier- and trap-resolved photo-Hall, CTRPH) yöntemini geliştirmektedir. Yöntemin temel bulgusu, ışık şiddeti değiştirilirken ölçülen foto-Hall iletkenliği ile elektriksel iletkenlik arasındaki ilişkinin, tek baskın tuzak modeli altında basit bir hiperbol denklemiyle açıklanabilmesidir. Hiperbolün konumu, eğimi ve geometrisi kullanılarak tuzak yoğunluğu, tuzak enerji seviyesi ve elektron-delik hareketlilik oranı çıkarılabilmektedir.

p-tipi silicon-on-insulator (p-SOI) örneğinde hiperbol eğrisi uyumundan tuzak yoğunluğu N_T = 1,54 × 10¹⁴ cm⁻³ ve iletim bandı kenarına göre tuzak enerjisi E_TC = 0,45 eV bulunmuştur. Bağımsız sıcaklık analizleri aynı örnek için yaklaşık 1,66 × 10¹⁴ cm⁻³ ve 0,43 eV sonuçlarını vermiştir. n-tipi silisyumda N_T = 2,5 × 10¹² cm⁻³ belirlenirken, FAPbI₃ perovskit filmde N_T = 3,7 × 10¹² cm⁻³ ölçülmüş ve tuzak enerjisinin E_TC ≈ 0,3–0,7 eV aralığında olduğu tahmin edilmiştir.

CTRPH'nin önemli özelliği, yalnız tuzakları tespit etmekle kalmayıp aynı foto-Hall veri setinden elektron ve delik yoğunlukları, hareketlilikler, yeniden birleşme ömürleri, difüzyon katsayıları, difüzyon uzunlukları ve quasi-Fermi seviyeleri gibi çok sayıda taşıyıcı parametresinin ışık şiddetine bağlı olarak çıkarılmasına olanak vermesidir. Araştırmacılar her ışık şiddeti ayarı için 17'ye kadar taşıyıcı parametresi ve buna ek olarak baskın tuzak durumuna ilişkin dört parametreye erişilebildiğini belirtmektedir.

Türkiye açısından yöntem; yarıiletken malzeme araştırmaları, fotovoltaik malzemeler, perovskitler, sensör malzemeleri ve ileri elektronik malzeme karakterizasyonu açısından araştırma laboratuvarlarında uygulanabilecek güçlü bir ölçüm yaklaşımı sunmaktadır. Bununla birlikte çalışma, doğrudan bir üretim hattı veya ticari yarıiletken cihaz üzerinde endüstriyel başarı göstermemektedir. Uygulama; değişken sıcaklık, kontrollü ışık şiddeti, Hall geometrisi, manyetik alan ve hassas elektriksel ölçüm altyapısı gerektiren laboratuvar ölçekli bir karakterizasyon yöntemidir.

Elektronik tuzak nedir ve neden önemlidir?

Çalışmada elektronik tuzaklar, yarıiletken içerisindeki kusur veya safsızlıklardan kaynaklanan ve serbest yük taşıyıcılarını yakalayıp daha sonra serbest bırakabilen durumlar olarak ele alınmaktadır. Kaynağa göre noktasal kusurlar, dislokasyonlar, tane sınırları, istifleme hataları, yüzey durumları ve ara yüzey durumları tuzakların olası kaynakları arasındadır.

Bu tuzaklar serbest taşıyıcı yoğunluğunu ve yeniden birleşme süreçlerini değiştirerek iletkenliği azaltabilir, taşıyıcı ömrünü kısaltabilir ve bazı sistemlerde histerezis, gürültü, kaçak akım veya istenmeyen güç kaybıyla ilişkilendirilebilir. Dolayısıyla yalnız kaç tuzak bulunduğu değil, bunların enerji seviyesi ve yük taşıyıcılarıyla etkileşimi de yarıiletken karakterizasyonu açısından önemlidir.

Mevcut tuzak ölçüm yöntemlerindeki sorun ne?

Araştırmacılar derin seviye geçici spektroskopisi (DLTS), drive-level capacitance profiling, space-charge-limited current, termal admittans spektroskopisi, geçici fotolüminesans, zaman çözünürlüklü mikrodalga iletkenliği ve farklı foto-Hall yaklaşımlarının kullanılabildiğini belirtmektedir.

CTRPH'nin hedeflediği başlıca sınırlılıklardan biri, bazı geleneksel yöntemlerin ölçüm için p-n veya Schottky bağlantısı gibi ek cihaz yapıları gerektirmesidir. Böyle bir ara yüzeyin oluşturulması, araştırılmak istenen tuzakları değiştirebilir veya yeni tuzaklar ekleyebilir. Çalışmada önerilen yaklaşım ise Hall-bar biçimindeki yarıiletken filmi doğrudan optik, elektriksel, manyetik ve sıcaklık kontrollü uyarımlar altında incelemektedir.

Deney düzeneği nasıl çalışıyor?

Şekil 1A'da CTRPH deney sisteminin temel yapısı gösterilmektedir. Numune, sıcaklığı 20–340 K arasında kontrol edilebilen kriyostat içerisine yerleştirilmiştir. Numunenin iki yanında dönen paralel dipol çizgi (parallel dipole line, PDL) mıknatısları yaklaşık ±0,5 T büyüklüğünde numuneye dik salınımlı manyetik alan oluşturmaktadır.

Işık kaynağı olarak RGB lazer veya monokromatörlü Super K süper-süreklilik beyaz lazer kullanılmaktadır. Işık yoğunluğu sürekli nötr yoğunluk filtresi ve OD4 filtresiyle yaklaşık sekiz mertebe boyunca kontrol edilmektedir. Işın yaklaşık 10 mm çapına genişletilerek Hall numunesinin homojen biçimde aydınlatılması amaçlanmıştır.

Elektriksel ölçüm sistemi Keithley 2450 kaynak-ölçüm cihazı, Keithley 2182A nanovoltmetre ve Keithley 6485 picoampermetre içermektedir. Özel PDL kontrol kutusunda Raspberry Pi Compute Module 4, motor kontrol sistemi, veri toplama kartları ve yüksek giriş empedanslı Hall anahtarlama matrisi bulunmaktadır.

Foto-Hall ölçümünde hangi büyüklükler kullanılıyor?

Deneyde ışık şiddeti kademeli olarak artırılırken elektriksel iletkenlik σ ve Hall katsayısı H ölçülmektedir. Önceki taşıyıcı çözünürlüklü foto-Hall yaklaşımında σ²H'nin σ'ya göre eğimi, elektron ve delik hareketliliklerinin farkıyla ilişkilendirilmiştir.

Bu çalışmada tuzakların etkisini daha açık ifade etmek için araştırmacılar “foto-Hall iletkenliği” adını verdikleri yeni büyüklüğü tanımlamaktadır:

\[ \sigma_{\mathrm{PH}}=\frac{\sigma^2H}{r\mu_0} \]

Burada r Hall saçılma faktörü, μ₀ ise çoğunluk taşıyıcısının hareketliliğidir. Çalışmanın analizinde r yaklaşık 1 kabul edilmektedir.

Tuzakların dolması grafiği neden büker?

Şekil 1B'nin temel fiziksel mesajı, düşük ve yüksek ışık şiddetinde iki farklı taşıma rejiminin ortaya çıkmasıdır. p-tipi silisyumda düşük ışık şiddetinde foto-üretilen azınlık taşıyıcısı elektronlar önce tuzak durumlarını doldurmaktadır. Bu sırada iletkenliğe esas olarak serbest çoğunluk taşıyıcısı delikler katkıda bulunmaktadır.

Işık yoğunluğu yükseldikçe tuzaklar dolar. Tuzakların doygunluğa ulaşmasından sonra yeni foto-üretilen elektronlar iletim bandında serbest hâlde kalmaya ve elektriksel taşınıma katkıda bulunmaya başlar. Böylece σ_PH–σ eğrisinin eğimi değişir ve karakteristik bir bükülme oluşur.

p-SOI örneğinin σ²H–σ grafiğinde düşük ve yüksek ışık şiddeti bölgelerindeki asimptotik eğimler yaklaşık +440 ve −990 cm²/Vs olarak belirlenmiştir. Kaynak bu değerleri p-tipi silisyumdaki çoğunluk taşıyıcısı delik hareketliliği ve elektron-delik hareketlilik farkıyla uyumlu bulmaktadır.

Hiperbol ilişkisi nedir?

Tek baskın tuzak seviyesinin bulunduğu p-tipi yarıiletken modeli için araştırmacılar σ_PH ile σ arasındaki ilişkinin döndürülmüş bir koordinat sisteminde şu basit hiperbol denklemine indirgenebildiğini göstermektedir:

\[ \frac{{\sigma'_{\mathrm{PH}}}^{2}}{a^{2}} - \frac{{\sigma'}^{2}}{b^{2}} =1 \]

Burada σ′ ve σ′_PH, hiperbolün merkezine taşınmış ve ϕ açısıyla döndürülmüş koordinatlardır. Hiperbolün dönme açısı taşıyıcı hareketlilik oranına bağlıdır:

\[ \beta=\frac{\mu_N}{\mu_P} \]

p-tipi bir malzemede μ_N elektron, μ_P delik hareketliliğini temsil eder.

Hiperbolün geometrisinden fiziksel bilgi nasıl çıkıyor?

Modelde hiperbolün yatay tepe konumu öncelikle tuzak yoğunluğu N_T ile, dikey konumu veya merkezden ayrılan Δ aralığı ise tuzak enerji seviyesiyle ilişkilidir. Daha yüksek tuzak yoğunluğunda tuzakların tamamen doldurulması için daha fazla foto-taşıyıcı gerekir ve hiperbolün dönüm noktası daha yüksek iletkenliğe kayar.

Düşük sıcaklıkta, tuzak seviyesi k_BT'ye göre yeterince derinse, tuzak yoğunluğu hiperbolün dönüm noktası σ₁ ile karanlık iletkenliği σ₀ arasındaki farktan yaklaşık olarak hesaplanabilir:

\[ \widetilde{N}_T= \frac{\sigma_1-\sigma_0}{e\mu_0} \]

Bu ilişkinin fiziksel yorumu, dönüm noktasına gelindiğinde mevcut tuzakların foto-üretilen azınlık taşıyıcılarıyla büyük ölçüde dolmuş olmasıdır.

Tuzak enerji seviyesi nasıl belirleniyor?

Çalışmada iki yaklaşım kullanılmaktadır. Birincisinde hiperbol geometrisindeki Δ aralığı ve diğer fit parametreleri kullanılır. p-SOI örneğinde Δ = 0,462 S/m ölçülmüş ve bundan E_TC = 0,46 eV elde edilmiştir. Bu değer doğrudan hiperbol eğrisi uyumundan çıkan 0,45 eV sonucuyla yakındır.

İkinci yöntemde sıcaklık değiştirilir. Karanlık noktadaki eğim S₀'ın sıcaklık bağımlılığı kullanılarak Arrhenius analizi yapılmaktadır:

\[ \ln \left[ \frac{1-S_0} {(\beta+S_0-1)(1+\beta)T^{1.5}} \right] = c_0-\frac{E_{TC}}{k_BT} \]

Şekil 2'de p-SOI numunesi için 260–340 K aralığında gerçekleştirilen ölçümlerde 300–340 K bölgesindeki doğrusal eğimden E_TC = 0,43 eV hesaplanmıştır.

p-tipi SOI silisyumda hangi sonuçlar elde edildi?

İlk deneyde kullanılan p-tipi SOI tabakasının kalınlığı 5,0 μm'dir. Şekil 1 ölçümü 300 K sıcaklıkta, 615 nm dalga boyunda ve maksimum 157 mW/cm² ışık yoğunluğunda gerçekleştirilmiştir.

Hiperbol eğrisi uyumu şu parametreleri vermiştir:

• β = 3,26
• N_T = 1,54 × 10¹⁴ cm⁻³
• E_TC = 0,45 eV

260–340 K değişken sıcaklık ölçümünde 550 nm lazer ve maksimum 165 mW/cm² yoğunluk kullanılmıştır. Düşük sıcaklıktaki hiperbol tepelerinden N_T = 1,66 × 10¹⁴ cm⁻³, yüksek sıcaklık Arrhenius analizinden ise E_TC = 0,43 eV elde edilmiştir.

Araştırmacılar düşük sıcaklığın tuzak yoğunluğu için daha keskin hiperbol tepesi sağladığını, yüksek sıcaklığın ise tuzak enerji seviyesini belirlemek için S₀ eğiminde daha güçlü değişim oluşturduğunu belirtmektedir.

n-tipi silisyumda yöntem çalışıyor mu?

Çalışma CTRPH yaklaşımını n-tipi silisyuma da uygulamıştır. Yüksek ışık rejimindeki eğimden β = 3,24 ve azınlık taşıyıcısı delik hareketliliği μ_P = 526 cm²/Vs elde edilmiştir.

Dönüm noktasından hesaplanan tuzak yoğunluğu:

N_T = 2,5 × 10¹² cm⁻³

olarak verilmiştir. Eğrinin dönüm bölgesi daha geniş olduğu için enerji aralığı Δ kesin belirlenememiş; bu nedenle yalnız E_TV < 0,55 eV üst sınırı raporlanmıştır.

Perovskitte hangi malzeme kullanıldı?

CTRPH ayrıca formamidinyum açısından zengin FAPbI₃ perovskit ince filme uygulanmıştır. Film MACl katkısıyla hazırlanmış ve yaklaşık 700 nm, yani 0,7 μm kalınlığında altı terminalli Hall-bar numunesine dönüştürülmüştür.

Numune 615 nm ışık altında ve maksimum 16 mW/cm² ışık şiddetinde incelenmiştir. Şekil 3, bu malzemenin p-tipi ve delik hareketliliğinin elektron hareketliliğinden yüksek olduğu farklı bir taşıma rejimi sergilediğini göstermektedir.

FAPbI3 perovskitte tuzak yoğunluğu ne kadar?

Şekil 3A'daki hiperbol-benzeri eğrinin dönüm noktası kullanılarak:

N_T = 3,7 × 10¹² cm⁻³

elde edilmiştir. Çalışmaya göre bu değer, 0,7 μm kalınlık için bağlantı kapasitansına dayanan bazı tuzak çıkarım yöntemlerinin yaklaşık N_T,min ≈ 10¹⁵ cm⁻³ olarak verilen sınırının belirgin biçimde altındadır.

Perovskit hiperbolünün oldukça yumuşak olması nedeniyle Δ aralığı yeterince kesin belirlenememiştir. Araştırmacılar tuzak enerjisini kesin tek bir değer yerine E_TC ≈ 0,3–0,7 eV aralığında tahmin etmektedir.

Perovskitte taşıyıcı taşınımı hakkında başka ne ölçüldü?

Şekil 3B–E, soğurulan foton yoğunluğuna bağlı taşıyıcı yoğunluklarını, hareketlilikleri, yeniden birleşme ömürlerini ve difüzyon uzunluklarını göstermektedir.

Çalışma, yaklaşık 0,16 güneş eşdeğeri maksimum ışık yoğunluğunda perovskit film için yaklaşık:

• hareketlilik μ ≈ 40 cm²/Vs,
• yeniden birleşme ömrü τ ≈ 100 ns,
• difüzyon uzunluğu L_D ≈ 3 μm

değerlerini bildirmektedir. Bunlar belirli FAPbI₃ Hall-bar numunesinde ve çalışmanın ölçüm koşullarında çıkarılmış taşıyıcı parametreleridir.

CTRPH kaç parametre sağlayabiliyor?

Tuzaklar modele eklendiğinde araştırmacılar tuzaklardaki elektron yoğunluğu n_T, serbest elektron fototaşıyıcı yoğunluğu Δn ve delik fototaşıyıcı yoğunluğu Δp'yi ayrı ayrı çözebilmektedir.

Bunlardan elektron ve delik hareketlilikleri, yeniden birleşme ömürleri, elektron/delik/ambipolar difüzyon katsayıları ve difüzyon uzunlukları, quasi-Fermi seviyeleri, quasi-Fermi seviye ayrılması ve idealite faktörü gibi özellikler hesaplanmaktadır. Kaynak bunu N farklı ışık yoğunluğu için 17 × N'ye kadar taşıyıcı parametresi olarak ifade etmektedir. Buna ek olarak baskın tuzağa ilişkin yoğunluk, enerji seviyesi ve elektron/delik yeniden birleşme saçılma kesitleri olmak üzere dört tuzak parametresi çıkarılabilmektedir.

Şekil 1'in temel mesajı nedir?

Şekil 1 dört parçadan oluşmaktadır. A paneli deney düzeneğini; B paneli düşük ışıkta tuzakların dolduğu ve yüksek ışıkta doygunluğa ulaştığı iki taşıma rejimini; C paneli deney verisine oturtulan hiperbolü ve N_T ile E_TC'nin eğri geometrisine etkisini; D paneli ise p-tipi/n-tipi ve farklı elektron-delik hareketlilik oranlarında beklenen dört temel CTRPH eğri biçimini göstermektedir.

Bu nedenle şeklin bilimsel mesajı yalnız “eğri hiperboldür” değildir. Hiperbolün dönüm noktası tuzakların dolumuna, asimptotik eğimleri taşıyıcı hareketlilik oranına ve sıcaklığa bağlı eğri şekli tuzak enerjisine bağlanmaktadır.

Şekil 2'nin temel mesajı nedir?

Şekil 2, sıcaklığın tuzak yoğunluğu ile tuzak enerjisinin ayrıştırılmasında tamamlayıcı rol oynadığını göstermektedir. 260 K'ye doğru hiperbol daha keskinleşerek dönüm noktasının ve N_T'nin belirlenmesini kolaylaştırırken 300–340 K aralığında başlangıç eğiminin sıcaklıkla değişimi Arrhenius analizine yeterli hassasiyet sağlamaktadır.

Şekil 3'ün temel mesajı nedir?

Şekil 3, CTRPH'nin yalnız silisyum gibi iyi bilinen bir malzemeye bağlı olmadığını ve farklı taşıyıcı hareketliliği rejimine sahip FAPbI₃ perovskitte de uygulanabildiğini göstermektedir. A panelinde tuzak dolumuna bağlı kıvrılma, B panelinde serbest ve tuzaklanmış taşıyıcı yoğunlukları, C–E panellerinde ise ışık şiddetine bağlı hareketlilik, ömür ve difüzyon uzunluğu bulunmaktadır.

Modelin en önemli varsayımı nedir?

CTRPH'nin bu çalışmadaki teorik modeli tek baskın ve dar enerji seviyeli bir tuzak varsaymaktadır. Araştırmacılar gerçek malzemelerde birden fazla tuzak seviyesi, dağıtılmış tuzaklar, tail states, Urbach kuyruğu ve farklı taşıyıcı hareketlilik dağılımları bulunabileceğini açıkça belirtmektedir.

Bu tür karmaşık sistemlerde σ_PH–σ eğrisinin tam matematiksel olarak hiperbol olmak zorunda olmadığı, ancak tuzak-dolum ve tuzak-doygunluk olmak üzere iki rejimli benzer davranışın korunabileceği öngörülmektedir. Çok seviyeli tuzak sistemlerinin ayrıntılı analizi bu çalışmada tamamlanmamış ve gelecekte araştırılması gereken bir konu olarak bırakılmıştır.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• CTRPH ölçümlerinde tuzak dolumu σ_PH–σ ilişkisinde karakteristik bir bükülme oluşturmuştur.
• Tek baskın tuzak modeli altında bu ilişki hiperbol denklemiyle açıklanabilmiştir.
• p-SOI için birden fazla bağımsız çıkarım yaklaşımı birbirine yakın N_T ve E_TC değerleri vermiştir.
• Yöntem hem p-tipi hem n-tipi silisyumda uygulanmıştır.
• Yöntem FAPbI₃ perovskit ince filmde 3,7 × 10¹² cm⁻³ düzeyindeki tuzak yoğunluğunu çıkarmıştır.
• Foto-Hall verisi yalnız tuzak parametrelerini değil, ışık şiddetine bağlı çok sayıda yük taşıyıcı parametresini de çözümleyebilmiştir.

Çalışmanın desteklemediği veya henüz test etmediği sonuçlar

• CTRPH'nin bütün yarıiletken malzemelerde ve bütün çoklu-tuzak dağılımlarında aynı basit hiperbol denklemiyle çalışacağı kanıtlanmamıştır.
• Tek baskın tuzak modeli, dağıtılmış veya birbirine yakın çok sayıda tuzak seviyesini eksiksiz temsil ettiğini göstermemektedir.
• FAPbI₃ Hall-bar numunesinde ölçülen taşıyıcı parametreleri doğrudan tam güneş hücresinin güç dönüşüm verimi değildir.
• N_T değerlerinin düşük olması tek başına herhangi bir cihaz için uzun dönem kararlılık veya ticari başarı garantisi değildir.
• Çalışma CTRPH sisteminin seri üretim yarıiletken hatlarında ekonomik veya operasyonel olarak doğrulandığını göstermemektedir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

CTRPH deney sisteminin teknik parametreleri

p-SOI Hall numunesi

p-SOI için bağımsız tuzak çıkarımlarının karşılaştırılması

Farklı yöntemlerin birbirine yakın sonuçlar üretmesi çalışmada CTRPH modelinin iç tutarlılığını destekleyen ana deneysel kontrollerden biri olarak yorumlanmaktadır.

n-tipi silisyum sonuçları

FAPbI3 perovskit numunesinin hazırlanması

FAPbI₃ siyah tozu PbI₂ ve FAI'nin 1:1 mol oranında 2-metoksietanol içinde çözülmesiyle hazırlanmıştır. Çözelti 0,45 μm PVDF filtreden geçirilmiş, 120°C'de bir saat işlenmiş ve elde edilen toz 60°C'de 24 saat kurutulmuştur.

Perovskit öncül çözeltisinde 1550 mg FAPbI₃ ve 61 mg MACl, 1 ml DMF/DMSO (4:1) içinde çözülmüştür. 0,2 μm filtreden geçirilen çözeltiden 70 μl, 2,5 × 2,5 cm cam altlık üzerine 8000 rpm'de 50 saniye spin-coating ile kaplanmıştır.

Kaplama sırasında 10. saniyede 1 ml dietil eter damlatılmış, film önce 150°C'de 15 dakika, ardından 100°C'de 30 dakika tavlanmıştır. Son film yaklaşık 700 nm kalınlıktadır.

Perovskit CTRPH sonuçları

Çalışmanın temel teknik sınırlılıkları

Model tek baskın ve dar enerji seviyesine sahip bir tuzağı varsaymaktadır. Çoklu tuzaklar, enerji dağılımları, band-tail durumları ve hareketlilik dağılımları gerçek malzemelerde daha karmaşık eğriler oluşturabilir. Araştırmacılar bu koşullarda hiperbol-benzeri iki rejimin devam edebileceğini öngörmekte, ancak ayrıntılı çok seviyeli tuzak çözümünü bu çalışmada deneysel olarak tamamlamamaktadır.

Tuzak enerji çıkarımı da eğrinin biçimine duyarlıdır. p-SOI'nin keskin hiperbolünde enerji seviyesi farklı yollarla iyi belirlenebilirken n-tipi silisyum ve özellikle perovskitte daha yumuşak kıvrım enerji seviyesinin kesinliğini azaltmıştır. Bu nedenle perovskitte tek bir kesin E_TC değeri yerine 0,3–0,7 eV aralığı verilmiştir.

Ana metin ayrıca birçok ayrıntılı analiz için Supplementary Text, Şekil S1–S9 ve Tablo S1–S5'e yönlendirmektedir. Yüklenen ana dosyada bu ek sayfalar bulunmadığından Verianla açıklamasında ana makalede doğrudan raporlanmış sonuçlar temel alınmıştır.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün çalışma adı: Electronic trap detection with carrier-resolved photo-Hall effect

Yazarlar: Oki Gunawan; Chaeyoun Kim; Bonfilio Nainggolan; Minyeul Lee; Jonghwa Shin; Dong Suk Kim; Yimhyun Jo; Minjin Kim; Julie Euvrard; Douglas Bishop; Frank Libsch; Teodor Todorov; Yunna Kim; Byungha Shin.

Yazar sırası: Kaynakta yukarıdaki sırayla verilmiştir.

Eş katkı: Oki Gunawan ve Chaeyoun Kim kaynakta eş katkı işaretiyle belirtilmiştir.

Sorumlu yazarlar: Oki Gunawan — ogunawa@us.ibm.com; Byungha Shin — byungha@kaist.ac.kr.

Kurumlar: IBM T. J. Watson Research Center, Yorktown Heights, ABD; Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Güney Kore; Department of Physics, Arizona State University, Tempe, ABD; Ulsan Advanced Energy Technology R&D Center, Korea Institute of Energy Research, Ulsan, Güney Kore; Graduate School of Carbon Neutrality, Ulsan National Institute of Science and Technology, Ulsan, Güney Kore; Department of Physics and Centre for Processable Electronics, Imperial College London, Birleşik Krallık.

Kaynak türü: Hakemli özgün araştırma makalesi — Research Article.

Alan: Applied Sciences and Engineering.

Dergi: Science Advances.

Yayınevi: American Association for the Advancement of Science (AAAS).

Cilt / sayı / makale numarası: 12(1), eadz0460.

ISSN: 2375-2548.

DOI:10.1126/sciadv.adz0460

Resmî yayın bağlantısı:Science Advances makale sayfası

Gönderim tarihi: 15 Mayıs 2025.

Kabul tarihi: 25 Kasım 2025.

Yayın tarihi: 1 Ocak 2026.

Hakemlik durumu: Science Advances'ın yayımlanan Research Article türü hakem değerlendirmesinden geçen bilimsel yayın kategorisidir.

Lisans: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Finansman: Çalışma National Research Foundation of Korea tarafından Kore hükümeti MSIT üzerinden RS-2023-00208832 ve RS-2022-NR068162 hibeleriyle; BK21FOUR R&E Initiative for K-Materials Global Innovation programıyla ve Julie Euvrard için Royal Society Research Grants 2023 Round 2 — RG/R2/232246 desteğiyle finanse edilmiştir. Oki Gunawan ayrıca IBM Exploratory Science Research programını teşekkür bölümünde belirtmiştir.

Yazar katkıları: Kavramsallaştırma Oki Gunawan ve Byungha Shin; deney düzeneği geliştirme Oki Gunawan ve Chaeyoun Kim; ölçümler Oki Gunawan ve Chaeyoun Kim; numune üretimi Jonghwa Shin, Minyeul Lee, Dong Suk Kim, Yimhyun Jo, Minjin Kim, Teodor Todorov ve Chaeyoun Kim; teorik model geliştirme ve doğrulama Oki Gunawan, Bonfilio Nainggolan, Julie Euvrard ve Chaeyoun Kim; veri analizi ve yorumlama Oki Gunawan, Chaeyoun Kim, Bonfilio Nainggolan, Byungha Shin, Julie Euvrard ve Frank Libsch tarafından yürütülmüştür. Yazım görevleri kaynakta ayrıca çoklu yazar katkısıyla belirtilmiştir.

Çıkar çatışması: Çalışmada kullanılan PDL carrier-resolved photo-Hall sistemi IBM'de geliştirilmiştir ve kaynakta Oki Gunawan/IBM ile ilişkili birden fazla ABD ve uluslararası patent ile 2025 tarihli patent başvurusu listelenmiştir. Diğer yazarlar başka çıkar çatışması bildirmemiştir.

Veri ve materyal erişilebilirliği: Yazarlar sonuçların değerlendirilmesi ve yeniden üretilebilmesi için gerekli veri ve kodun makale ve/veya Supplementary Materials içinde bulunduğunu belirtmektedir.

Kaynak içi not: Perovskit malzeme hazırlığıyla ilişkilendirilen güneş hücresi literatürü metnin farklı bölümlerinde %25,4 ve %25,7 güç dönüşüm verimleriyle anılmaktadır. Bu değerler CTRPH ile incelenen Hall-bar filmin doğrudan ölçülmüş cihaz verimi değildir ve burada tek bir değerde birleştirilmemiştir. PDF'nin ilk sayfasında telif yılı 2026, son bibliyografik sayfasında ise 2025 olarak görünmektedir; lisans bilgisi her iki yerde de CC BY 4.0'dır.

Bu Verianla makalesinin bilimsel içeriği yalnız Gunawan ve çalışma arkadaşlarının yayımlanmış araştırmasına dayanmaktadır. Dış kaynaklar yalnız yayın kimliği ve hakemlik durumunun bibliyografik doğrulanması amacıyla kullanılmış, dışarıdan yeni yarıiletken performans sonucu veya tuzak ölçümü eklenmemiştir.

Çalışmanın temel yöntemsel sınırı, ayrıntılı teorik çıkarımın tek baskın ve dar enerji seviyeli tuzak modeline dayanmasıdır. Birden fazla veya dağıtılmış tuzak seviyesine sahip malzemelerde daha karmaşık davranışlar beklenmektedir. Ayrıca yüklenen ana dosyada çalışmanın atıf yaptığı Supplementary Text, S1–S9 şekilleri ve S1–S5 tablolarının kendileri yer almadığından bu açıklama ana makalede görünür olan sonuçlarla sınırlandırılmıştır.