Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 579-583 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002207057900

Electronic properties of grain boundaries in semiconductors

J.C. Bourgoin¹, A. Mauger¹ et M. Lannoo<sup>2

1</sup>  Groupe de Physique des Solides de l'Ecole Normale Supérieure, Université de Paris V, Tour 23, 2, place Jussieu, 75251 Paris Cedex 05, France
²  Institut Supérieur d'Electronique du Nord, 41, boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France

Abstract
The aim of this communication is to describe the main results which we have obtained in the past years on the electronic properties of grain boundaries in semiconductors. The study, experimental as well as theoretical, has focused on the main electronic characteristics i.e. density of states, optical cross sections, carrier capture cross sections (and recombination velocity) from which all the other electronic properties can be derived. The experimental results concern mostly Ge and Si bicrystals although some experiments were performed in poly-Si. Since the results obtained are rather numerous and detailed in publications, here we discuss them briefly, focusing on the leading idea with connects them.

Résumé
Le but de cette communication est la description des résultats principaux que nous avons obtenus ces dernières années sur les propriétés électroniques des joints de grain dans les semiconducteurs. L'étude, expérimentale et théorique, était centrée sur les principales caractéristiques électroniques, à savoir la densité d'états, les sections de capture optique, les sections de capture pour les porteurs (et la vitesse de recombinaison) à partir desquelles toutes les propriétés électroniques peuvent être déduites. Les résultats expérimentaux concernent principalement les bicristaux de Ge et Si bien que quelques expériences aient été faites sur du Si polycristallin. Comme les résultats obtenus sont en nombre important et détaillés dans des publications, on les discute ici brièvement en mettant l'accent sur l'idée directrice qui les sous-tend.

PACS
6170N - Grain and twin boundaries.
6848 - Solid solid interfaces.
7120 - Electronic density of states determinations.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.
7220J - Charge carriers: generation, recombination, lifetime, and trapping semiconductors/insulators.
7280C - Electrical conductivity of elemental semiconductors.
7820D - Optical constants and parameters condensed matter.

Key words
defect electron energy states -- electron hole recombination -- electronic density of states -- elemental semiconductors -- germanium -- optical constants -- silicon -- semiconductor -- grain boundaries -- electronic properties -- electronic characteristics -- density of states -- optical cross sections -- carrier capture cross sections -- recombination velocity -- bicrystals -- poly Si -- Si -- Ge