Проаналізовано експериментальні данні про вплив на провідність поруватого кремнію (PS) різних чинників, зокрема, структури поверхні, рівня легування, температури, електричного поля, атмосфери активних молекул. Аналіз теоретичних моделей провідності PS, які запропоновано на даний час, показує, що жодна модель не може одночасно пояснити всі експериментально встановлені закономірності поведінки провідності. Зокрема, не поясненими є розбіг значень енергії термічної активації провідності Ea, наявність двох значень Ea в різних температурних діапазонах, залежність Ea від розмірів нанокристалітів PS, механізм впливу на провідність молекул NO2. Запропоновано модель провідності PS, згідно з якою, основним чинником, що зумовлює низьку провідність PS, є наявність заряджених pb-центрів (атомів кремнію з обірваними зв'язками), які віддалено пасивують домішкові атоми бору або фосфору. Навколо заряджених pb-центрів виникають бар'єри для вільних носіїв, які перешкоджають їх руху через тонкі ділянки нанодротів у PS. Для перевірки цієї гіпотези було проведено 3D-моделювання проходження вільного носія через ділянку тонкого (2 - 5 нм) циліндричного нанодрота з поверхневим бар'єром. Для цього за методом кінцевих елементів розв'язано одночастинкове рівняння Піредінгера з "прозорими граничними умовами" на основах циліндру. Потенціал на бар'єрі був узятий із попередніх робіт, присвячених DFT-моделюванню далекодіючої пасивації. Розраховано прозорість Tr такої бар'єрної структури залежно від енергії E вільного носія. За одержаними залежностями Tr(E) було знайдено значення енергії Eth долання вказаних бар'єрів у нанодротах різного діаметра. Одержані значення Eth = 0,1 - 1 еВ добре узгоджуються з енергіями термічної активації провідності PS. Енергія Eth зростає у разі зменшення діаметрів кремнієвих нанодротів, що також відповідає експериментальним результатам. Наявність двох значень енергії активації провідності можна пояснити домінуванням процесів депасивації домішки за низьких температур та термічного долання бар'єрів поблизу pb-центрів за високих температур.

  Повний текст PDF - 406.998 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"