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用于原子精度施主器件的 SiGe 异质结构原子层掺杂

材料科学 2018-06-27 v1

摘要

作为将原子精度制造的扫描隧道显微镜方法移植到应变 Si/SiGe 平台的第一步,我们展示了 SiGe 异质结构的生长后 P 原子层掺杂。为了保持衬底结构和弹性状态,我们采用 T800T \leq 800^\circC 的工艺制备适合原子精度制造的清洁 Si0.86_{0.86}Ge0.14_{0.14} 表面。P 饱和原子层掺杂被掺入,并在与原子精度制造兼容的热预算下被外延 Si 覆盖。T=0.3T=0.3 K 下的霍尔测量表明,掺杂异质结构的 R=570±30R_{\square}=570\pm30 Ω\Omega,产生电子密度 ne=2.1±0.1×1014n_{e}=2.1\pm0.1\times10^{14}cm2^{-2} 和迁移率 μe=52±3\mu_e=52\pm3 cm2^{2} V1^{-1} s1^{-1},这与纯 Si 和 Ge 中的饱和原子层掺杂相似。μe\mu_e 的数值以及磁输运测量中完全缺失的 Shubnikov-de Haas 振荡表明,电子主要局域在施主层内,而不是在附近的埋藏 Si 势阱内。自洽的 Schr"odinger-Poisson 计算预测电子主要占据施主层,这一结论支持了上述推断。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.06449,
  title  = {Atomic-layer doping of SiGe heterostructures for atomic-precision donor devices},
  author = {E. Bussmann and John King Gamble and J. C. Koepke and D. Laroche and S. H. Huang and Y. Chuang and J. -Y. Li and C. W. Liu and B. S. Swartzentruber and M. P. Lilly and M. S. Carroll and T. -M. Lu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06449},
  year   = {2018}
}

备注

7 pages, 6 figures, to be submitted to Physical Review Materials. This work has been supported by the Division of Materials Sciences and Engineering, Office of Basic Energy Sciences, U.S. Department of Energy (DOE). This work was performed, in part, at the Center for Integrated Nanotechnologies, an Office of Science User Facility operated for the U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science