Квантовый Транспорт В Полупроводниковом Нанослое С Учетом Поверхностного Рассеяния Носителей Заряда

Abstract

The problem of the conductivity of a thin conductive nanolayer is solved taking into account the quantum theory of transport processes. The layer thickness can be comparable to or less than the de Broglie wavelength of charge carriers. The constant-energy surface has the form of an ellipsoid of revolution with the main axis parallel to the layer plane. Analytical expressions are obtained for the conductivity tensor components as a function of dimensionless thickness, chemical potential, ellipticity parameter, and surface roughness parameters. The conductivity analysis for the limiting cases of a degenerate and non-degenerate electron gas are conducted. The results are compared with known experimental data for a silicon layer.

Взаимодействие Электромагнитной H-Волны С Полупроводниковым Нанослоем

“…где Ĥ0 -гамильтониан равновесной системы, µхимический потенциал, k 0 -постоянная Больцмана, T -температура. Используя (4) и допуская упругое рассеяние носителей заряда, уравнение Лиувилля (3) можно привести к виду (6) методом, аналогичным работам [19,20]:…”

“…Найденная функция распределения позволяет рассчитать плотность тока j, индуцируемого электромагнитной волной, и интегральную проводимость σ a [19,20] по формулам (12), ( 13):…”

“…Отметим, что задача решается методом, аналогичным работам [19,20]. Решая уравнение (6) с учетом граничных условий (9), получим следующие выражения для функций f…”

“…Есть работы, авторы которых использовали различные методы, позволяющие учесть шероховатость поверхности для решения квантовой задачи о статической проводимости тонкой металлической пленки: метод функций Грина [13][14][15] и непосредствен-ный расчет вероятности перехода носителя заряда в результате процессов рассеяния [16][17][18]. В работах [19,20] вышеупомянутая задача решена с использованием граничных условий Соффера [21] и рассмотрены случаи металла и полупроводника с произвольным вырождением. Есть небольшое количество работ, посвященных учету эффекта размерного квантования для решения задач о взаимодействии электромагнитного излучения ИК-диапазона со сверхтонкой металлической пленкой [22][23][24][25][26].…”

“…В настоящей работе построена теоретическая модель взаимодействия электромагнитного излучения с полупроводниковым нанослоем. Для решения задачи был использован метод, аналогичный работам [19,20], согласно которому поверхностное рассеяние носителей заряда учитывается через граничные условия Соффера, накладываемые на уравнение Лиувилля.…”