Электронные состояния в кремниевых нанонитях
Close
Articolul precedent
Articolul urmator
588 0
SM ISO690:2012
ЦУРКАН, Диана. Электронные состояния в кремниевых нанонитях. In: Sesiune naţională de comunicări ştiinţifice studenţeşti:: Ştiinţe ale naturii şi exacte Științe juridice și economice, 21-22 aprilie 2016, Chişinău. Chişinău, 2016: Centrul Editorial-Poligrafic al USM, 2016, SNE, SJE, pp. 74-76.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Sesiune naţională de comunicări ştiinţifice studenţeşti:
SNE, SJE, 2016
Sesiunea "Sesiune naţională de comunicări ştiinţifice studenţeşti: "
Chişinău, Moldova, 21-22 aprilie 2016

Электронные состояния в кремниевых нанонитях


Pag. 74-76

Цуркан Диана
 
Молдавский Государственный Университет
 
 
Disponibil în IBN: 3 iulie 2019


Rezumat

Физические свойства наноразмерных полупроводниковых структур сильно отличаются от их объемных аналогов благодаря пространственному ограничению (конфайнменту) носителей заряда и фононов [1]. Объемный кремний является плохим термоэлектрическим материалом с невысоким коэффициентом термоэлектрической добротности ZT ~ 0.01 при комнатной температуре (КТ). Однако недавно было показано, что в кремниевые нанонитях (КНН) ZT может быть увеличен до 0.5 – 0.6 при КТ, делая их перспективными для термоэлектрических применений [2-3], поэтому исследование физических свойств КНН, в том числе и их электронных свойств, представляет интерес. В данной работе были теоретически исследованы электронные состояния в кремниевых нанонитях с учетом анизотропии эффективной массы в кремнии и конечной высоты потенциального барьера на границе НН. Было показано, что энергия электронных уровней возрастает с увеличением высоты потенциального барьера. Было проведено также сравнение результатов с аналитическим решением при бесконечном барьере. Были рассмотрены КНН с квадратным поперечным сечением. Для расчета энергетического спектра электронов в КНН был использован следующий гамильтониан [4]: На Рис. 1 представлено несколько нижайших энергетических уровней электронов в КНН в зависимости от волнового числа . z k для размеров сечений 1 , 2 ,3 L L x y   нм нм нм при 2000 Vb  мэВ (Рис. 1а) и 3000 Vb  мэВ (Рис. 1б). Как видно из представленных графиков, энергия электронных уровней падает с увеличением размеров поперечного сечения НН, что объясняется ослаблением электронного конфайнмента. По этой же причине уменьшается и расстояние между энергетическими уровнями электрона. Электронные уровни с симметричными парами квантовых чисел (nx и ny) являются двухкратно вырожденными, так как в рассмотренных КНН совпадают размеры и эффективные массы вдоль осей OX и OY.На Рис. 2 представлено сравнение результатов численного расчета электронного спектра (конечный барьер) с аналитическим (бесконечный барьер). В случае конечного барьера электрон может туннелировать за пределы НН, что приводит к проникновению волновых функций за барьер. Поэтому значения энергии электрона в КНН с конечным барьером меньше, чем в КНН с бесконечным барьером.Были изучены электронные состояния в кремниевых нанонитях. Показано, что с увеличением высоты потенциального барьера увеличивается как энергия электронных состояний, так и расстояние между уровнями энергии вследствие усиления локализации электрона в нанонити.