通过表面吸附调控硅烯的带隙和掺杂类型：面向隧穿晶体管
材料科学
2015-06-18 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
利用第一性原理计算系统研究了五种过渡金属原子（Cu、Ag、Au、Pt 和 Ir）吸附硅烯的结构和电子性质。我们发现这种吸附可以在掺杂硅烯的狄拉克点处诱导带隙。掺杂硅烯的带隙可达 0.23 eV，同时保持约 0.1 me 的较小有效质量，从而具有估计高达 50000 cm2/Vs 的高载流子迁移率。通过 Ir 和 Pt 吸附分别在硅烯中实现了 P 型掺杂和本征态，而通过 Cu、Ag 和 Au 吸附实现了 n 型掺杂。基于上述知识，提出并模拟了一种硅烯 p-i-n 隧穿场效应晶体管 (TFET)，采用了第一性原理和半经验方法。硅烯 TFET 表现出高性能，开关比为 10^3，亚阈值摆幅为 90 mV/dec，开态电流为 1 mA/{\mu}m。该开态电流甚至大于大多数其他现有 TFET。
引用
@article{arxiv.1312.4226,
title = {Tunable Band Gap and Doping Type in Silicene by Surface Adsorption: towards Tunneling Transistors},
author = {Zeyuan Ni and Hongxia Zhong and Xinhe Jiang and Ruge Quhe and Yangyang Wang and Junjie Shi and Jing Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.4226},
year = {2015}
}
备注
17pages, 1 table, 12 figures