维度对 PN 结的影响

低维材料系统提供了一组对固态器件有用的独特性质。这些器件的基本构件是 PN 结。在本工作中，我们展示了低维系统中 PN 结的静电学与已被充分理解的三维系统之间的显著差异。降低维度会显著增大边缘场和耗尽层宽度。我们提出了一种推导二维和一维中解析方程的新方法，该方法考虑了中性区的影响。解析结果与实验测量和数值模拟均高度吻合。在三维中耗尽层宽度对介电常数与掺杂浓度之比的平方根依赖，在二维和一维中分别变为线性和指数依赖。一维 PN 结对控制参数的这种更高敏感性可用于新型传感器。