Електричні властивості напруженої наноплівки германію
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.22.2.313-320Ключові слова:
внутрішні механічні напруги, напружена наноплівка германію, квантово-розмірні ефекти, концентрація власних носіїв, питома провідність, рухливість електронів і дірокАнотація
На основі статистики невиродженого двовимірного електронного та діркового газу в напівпровідниках проведено розрахунки залежностей концентрації власних носіїв струму, рухливостей електронів та дірок та питомої електропровідності для напружених наноплівок германію, вирощених на підкладках Si, Ge(0,64)Si(0,36) та Ge(0,9)Si(0,1) з кристалографічною орієнтацією (001), від їх товщини при різних температурах. Електричні властивості таких наноплівок визначаються особливостями їх зонної структури. Встановлено, що для наноплівок германію, товщиною d<7 нм, суттєвими стають ефекти розмірного квантування. Наявність таких ефектів пояснює значне зростання питомої електропровідності та зменшення власної концентрації носіїв струму для таких наноплівок. Рухливість електронів та дірок в досліджуваних наноплівках германію є меншою по відношенню до таких ненапружених наноплівок. Лише для напруженої наноплівки германію, товщиною d>50 нм, вирощеній на підкладці Ge(0,9)Si(0,1), було одержано зростання рухливості дірок більше, ніж в 1,5 рази. Одержані результати електричних властивостей напружених наноплівок германію можуть бути використанні для одержання на їх основі нових елементів наноелектроніки.
Посилання
T. Munawar, M.S. Nadeem, F. Mukhtar, A. Azhar, M. Hasan, K. Mahmood, A. Hussain, A. Ali, M.I. Arshad, M. Ajazun Nabi, & F. Iqbal, Physica B: Condensed Matter. 602, 412555 (2021) https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412555)
M.I. Arshad, S. Arshad, K. Mahmood, A. Ali,N. Amin, Umaid-ur-Rehman, M. Isa, A. Akram, N.Sabir, & M. Ajaz-un-Nabi, Physica B: Condensed Matter. 599, 412496 (2020) https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412496.
C. Ma, & Y. Zhang, Separation and Purification Technology 258, 118024 (2021) https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118024.
V.K. Jha, A.K. Sijo, S.N. Alam, & M. Roy, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 33(2), 455 (2019) https://doi.org/10.1007/s10948-019-05206-5.
O.M. Uhorchuk, V.V. Uhorchuk, M.V. Karpets, & M.I. Hasyuk, Journal of Nano- and Electronic Physics 7(2), 1 (2015).
B.K. Ostafiychuk, I.M. Gasyuk, L.S. Kaikan, V.V. Ugorchuk, & P.O. Sulym, Electrochemical Power Engineering 11(1), 18 (2011).
A.K. Sijo, N. Lakshmi, K. Venugopalan, D.P. Dutta, & V.K. Jain, Advanced Porous Materials 2(3), 189 (2015) https://doi.org/10.1166/apm.2014.1071.
L.S. Kaykan, Ju.S. Mazurenko, & V.I. Makovysyn, Applied Nanoscience 10(8), 2739 (2020) https://doi.org/10.1007/s13204-020-01259-4.
K. Ishii, S. Doi, R. Ise, T. Mandai, Y. Oaki, S. Yagi, & H. Imai, Journal of Alloys and Compounds 816, 152556 (2020) https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.1525.
S. Ikram, J. Jacob, M.I. Arshad, K. Mahmood, A. Ali, N. Sabir, N. Amin, S. Hussain, Ceramics International 45(3), 3563 (2019) https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.11.015.
A.K. Sijo, V.K. Jha, L.S. Kaykan, & D.P. Dutta, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 497, 166047 (2020) https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.166047.
R. Singh Yadav, I. Kuřitka, J. Havlica, M. Hnatko, C. Alexander, J. Masilko, L. Kalina, M. Hajdúchová, J. Rusnak, V. Enev, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 447, 48 (2018) https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.09.033.
L. Kaykan, A.K. Sijo, A. Żywczak, J. Mazurenko, K. Bandura, Applied Nanoscience 10(12), 4577 (2020) https://doi.org/10.1007/s13204-020-01413-y.
K. Wieczerzak, A. Żywczak, J. Kanak, & P. Bała, Materials Characterization 132, 293(2017) https://doi.org/10.1016/j.matchar.2017.08.030.
W. Maziarz, A. Wójcik, P. Czaja, A. Żywczak, J. Dutkiewicz, Ł. Hawełek, E. Cesari, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 412, 123 (2016) https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.03.089.
S.V. Luniov, Yu. A. Udovytska, Yu. V. Koval, O.V. Burban, IEEE 9th International Conference on Nanomaterials: Applications & Properties (IEEE, Odesa, 2019) https://doi.org/10.1109/NAP47236.2019.216992.
S.V. Luniov, Physica E 118, 113954 (2020) https://doi.org/10.1016/j.physe.2020.113954.
U. Mishra, J. Singh, Semiconductor Device Physics and Design (Springer, Netherlands, 2008).
S.V. Luniov, Journal of Nano-and Electronic Physics. 11 (2), 02023 (2019) https://doi.org/10.21272/jnep.11(2).02023.
S. Adachi, Properties of Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors (John Wiley & Sons, 2005).
