非晶硅纳米结构中的导电电子：局域结构介导的相干干涉与金属-绝缘体转变
介观与纳米尺度物理
2017-03-08 v1 材料科学
摘要
由于缺乏周期性的参考框架，非晶固体中的局域结构难以精确描述，但它们对材料性质仍产生巨大影响。例如，有机和无机玻璃的热力学响应敏感地依赖于自由体积或软点的分布。同时，赋予非晶绝缘体无与伦比的电击穿强度的强电子局域化，很容易被促进变程非弹性隧穿的局域缺陷所破坏。本文报道了金属导电如何克服小尺寸非晶绝缘体中的强局域化，以及局域结构如何对这种导电表现出引人注目的影响。在非晶硅中，纳米尺度的电子具有高度的相干性，表现出稳健的量子干涉现象，令人联想到在弱局域化金属晶体中观察到的介观现象。然而，超软硅键作为关键的局域结构出现，其异常强的电子-声子相互作用迫使巡游电子在低温下缓慢移动，甚至在提供 Si-O/N 位点时在所有温度下都被捕获。这些局域结构可以通过电压或压力来操控，以调控电荷存储、电荷流动和金属-绝缘体转变。同样由锗、氧化物和氮化物制成的纳米结构非晶导体可能为新应用提供机遇。
引用
@article{arxiv.1703.02203,
title = {Conducting Electrons in Amorphous Si Nanostructures: Coherent Interference and Metal-Insulator Transitions Mediated by Local Structures},
author = {Yang Lu and I-Wei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.02203},
year = {2017}
}