通过单离子注入锗原子实现硅中空位的定位功能化
材料科学
2021-02-05 v2
摘要
半导体中的特殊点缺陷已被设想为量子信息技术的合适组件。识别硅中可被轻易激活和控制的新深能级中心是该领域研究的主要目标。空位相关络合物适于提供深电子能级，但难以在空间上控制。本着研究具有受控位置有意空位相关缺陷的固态器件的精神，我们在此报告通过单离子注入 Ge 原子对硅空位进行功能化，产生 Ge-空位（GeV）络合物。我们研究了硅基晶体管中 GeV 络合物阵列的量子输运。通过利用基于第一性原理结果推导的扩展 Hubbard 哈密顿量模型，我们发现与常规掺杂剂相比，准局域和离域多体态的热激活电导具有异常激活能值。我们确定形成上 Hubbard 带的此类态是晶体管中实验亚阈值输运的成因。我们的模型与单离子注入方法的结合，为未来工程化 GeV 络合物以在硅中创造空间可控的单个缺陷用于量子信息技术应用的研究奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2102.01390,
title = {Position-controlled functionalization of vacancies in silicon by single-ion implanted germanium atoms},
author = {Simona Achilli and Nguyen H. Le and Guido Fratesi and Nicola Manini and Giovanni Onida and Marco Turchetti and Giorgio Ferrari and Takahiro Shinada and Takashi Tanii and Enrico Prati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01390},
year = {2021}
}