InAs 纳米晶场效应晶体管性能中表面与杂质掺杂贡献的辨析
介观与纳米尺度物理
2021-05-28 v1
摘要
半导体纳米晶阵列的电学功能关键取决于可能源自杂质或表面掺杂的自由载流子。在此，我们以 InAs 纳米晶薄膜为模型体系，通过对基于原位合成与 Cu 掺杂纳米晶的场效应晶体管（FET）特性进行比较分析，来探讨这些掺杂机制的相对贡献。通过应用常规半导体 FET 中使用的 FET 仿真方法，我们阐明了表面与杂质掺杂对基于 InAs 纳米晶的 FET 整体性能的贡献。原位合成的 InAs 纳米晶基 FET 显示出 n 型特性，归因于表面电子积累层的贡献，该层可视为具有特定掺杂密度的实际电子施主掺杂能级，在能量上位于导带正下方。Cu 掺杂的 InAs 纳米晶 FET 显示出增强的 n 型导电，这与 Cu 杂质作为 InAs 纳米晶中的间隙 n 型掺杂剂的位置预期一致。仿真曲线揭示了靠近 InAs 纳米晶导带起始处杂质子带内电子的额外贡献。因此，本工作证明了体 FET 仿真方法对纳米晶基 FET 同样适用。它为在胶体半导体纳米晶中独立于表面贡献与杂质掺杂来控制纳米晶阵列的掺杂提供了指导，以推动其作为自下而上制备光电器件中的构建单元的未来应用。
引用
@article{arxiv.2105.13173,
title = {Surface versus Impurity Doping Contributions in InAs Nanocrystals Field Effect Transistor Performance},
author = {Durgesh C. Tripathi and Lior Asor and Gil Zaharoni and Uri Banin and Nir Tessler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13173},
year = {2021}
}
备注
Paper - 31 pages, 5 figures SI - 6 pages, 6 figures, 1 table