纳米半导体薄膜的厚度相关导电性

电子器件的 miniaturization 导致薄膜技术中应用的 prominence，使得仅几纳米厚的半导体薄膜成为可能。尽管已进行大量研究，但半导体薄膜的厚度相关电阻率或导电性尚未在基本物理层面得到理解。我们基于量子约束效应发展了一种理论，推导出随薄膜厚度变化而产生的本征载流子浓度的依赖性。该理论预测，当薄膜厚度 $L$ 在 1-10 nm 范围内时，电阻率 $\rho$ 随厚度减小呈指数增长，$\rho \sim \exp(const/L^{1/2})$。该规律能够再现实验中观察到的硅薄膜电阻率显著增加，而单凭表面散射（Fuchs-Sondheimer 理论）无法解释当薄膜厚度低于 10 nm 时的数据。