Как обустроить мансарду?



Как создать искусственный водоем?



Как наладить теплоизоляцию?



Как сделать стяжку пола?



Как выбрать теплый пол?



Зачем нужны фасадные системы?



Что может получиться из балкона?


Главная страница » Энциклопедия строителя

содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5]

страница - 5

расчета для 10 одинаковых TF-потенциалов, зависящих от значений пар (Z,a) (мы взяли «кремний» и «германий»). Сочетанное влияние Z и а носит сложный характер, нельзя однозначно определить направление влияния каждого фактора. По сравнению с тестовым барьером резонансные пики на кривых рис.2а различаются по высоте и ширине и, что наиболее существенно, их всего 3 вместо 9 (при размере атома 1А). Если же принять размер атома за 2А, то пики (рис.2Ь) становятся резче, и число их возрастает до 7. Число резонансов не зависит от принятой модели, однако, их количественные характеристики изменяются при смене модели. Аналогичный расчет для Ge показывает, что при росте Z резонансные пики смещаются вправо, и их число может уменьшиться. Таким образом, отмеченная в ч.1. формула (N-1) для числа резонансов перестает быть справедливой для потенциала Томаса-Ферми. Отметим, что пренебрежимая малость значений T(E) для германия, даваемая одномерной моделью Томаса-Ферми при размере атома 1А, косвенно указывает, что адаптированная 3D TF-модель имеет преимущество над 1D. Резонансные пики отмечают нам те области энергий, где при стремлении числа ям к бесконечности проявятся разрешенные зоны полупроводникового материала.

Важно заметить, что на туннельный коэффициент влияет помимо энергии электрона и формы барьера и величина U0 (поскольку этим определяется импульс налетающего на барьер электрона). Результаты расчета для 30 «атомов» Si (рис.3.) показывают, что влияние уровня полочек U0 состоит в изменении амплитуды колебаний T(E), но не приводит к смещению самих значений резонансных энергий. Сравнение рис^ и 3b. указывает на инвариантность числа резонансов по отношению к выбору модели. Впрочем, этот вывод легко получить из итоговой формулы (12) в

ч.1.

Теперь рассмотрим более практическую ситуацию, связанную с внедрением атомов Ge в полупроводниковый материал (например, экспериментально показано уменьшение туннельного тока при внедрении атомов Ge в матрицу кремния [16]; аналогичный эффект имеет место и для ионов Ge в матрице подзатворного SiO2). Даже для ультратонкого слоя имеет значение местоположение атомов примеси. Мы рассчитали туннельный коэффициент для системы из пяти атомных ям (рис.4.), созданных четырьмя атомами кремния и одним атомом германия, расположенным либо симметрично в центре, либо ближе к краю многобарьерной системы.


■е-

-е-

width=371

1:GeSiSiSiSi3TF_1A 2:SiSiGeSiSi3TF_1A 3:GeSiSiSiSi1TF_1A 4:SiSiGeSiSi1TF 1A

1.0 0.9 0.S 0.7 0.Б 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

-20.0

-15.0

-5.0

0.0

-10.0 Энергия, эВ

В этих двух статьях мы попытались, используя цепочке.

Рис.4.Влияние

расположения примесного атома Ge в кремниевой матрицена

энергетическую зависимость туннельного коэффициента проницаемостидля

последовательности из 5 атомов (везде размер атома а=0.1нм,и0=-20эВ).

Суффиксы легенд кривых: 1D,3D- одномерная и адаптированная трехмерная модели Томаса-Ферми; рядомуказано

расположение атомов в

простейший вариант модели Томаса-Ферми, учесть

внутриатомные особенности потенциала, в который попадает туннелирующий через ультратонкий слой материала электрон. Ключевое значение здесь имеет явление резонанса, проявляющееся в немонотонности вольтамперных характеристик. По мере уменьшения шероховатости подзатворного диэлектрика (в связи с развитием технологии) и дискретизации электронов по энергии становится возможным наблюдать обусловленный сингулярностями внутриатомного потенциала эффект резонансного туннелирования. Предсказание момента его наступления, зависящее от глубины атомных потенциальных ям, их пространственной ширины, а также последовательности расположения в ряду гетерогенных атомов, моделировалось с помощью созданных нами двух моделей ab initio: адаптированной модели трехмерного потенциала Томаса-Ферми и модели одномерного потенциала Томаса-Ферми. Результаты расчета косвенно свидетельствуют в пользу первой модели. Тем

Примечательно, что туннельный коэффициент в определенном диапазоне энергий практически не зависит от расположения Ge, однако, существует иной диапазон энергий электронов, при котором такое влияние существенно. Совпадение имеет место для левого конца шкалы энергий (кривые.1,2 на рис.4 показывают это более отчетливо, чем кривые 3,4), в средней же части расхождение примерно в 2-3 раза. Этот результат может быть использован для управления туннельным током через структурно-примесную архитектуру подзатворного диэлектрика. Справедливости ради отметим, что результаты моделирования различаются для 1D и 3D TF-уравнений и, если оно одномерно, более соответствует Si/Ge сверхрешетке.


не менее, вопрос выбора адекватной моделей остается открытым, поскольку существует специфика переноса 3D-потенциальных моделей в 1D модель расчета туннельных коэффициентов.

Вероятно, более точные результаты дало бы не сведение трехмерного потенциала к одномерному, а наоборот, расширение туннельной задачи с одномерной на трехмерную c одновременным расчетом не квазиизолированного атома, а атомного кластера, отражающего структурно-примесные особенности диэлектрика, в рамках модели Томаса-Ферми и/или модели функционала плотности. Но даже полученные в простейшем случае результаты указывают на возможность практического использования эффекта резонансного туннелирования (во внутриатомном масштабе) для создания новых квантовых приборов.

Литература

1.Дж.А.Попл. УФН, 172, 349 (2002).

2.R.C.Bingham, M.J.S.Dewar, D.H.Lo. J.Am.Chem.Soc. 97, 1285(1975).

3.В.А.Гриценко, Ю.Н.Новиков, А.В.Шапошников и др. ФТП 35, 1041(2001)

4.R.Krishman, M.J.Frisch, J.A.Pople. J.Chem.Phys. 72, 4244 (1980).

5.W.Kohn, LJ.Sham. J.Phys.Rev. 140, A1133 (1965).

6.В.Кон. УФН, 172, 336 (2002).

7.D.W.Brenner. Phys.Stat.Solidi B 217, 23 (2000).

8.M.Macucci, G. Iannaccone, J Greer et al. Nanotechnology 12, 136 (2001)

9.L.H. Thomas, Proc. Cambridge Phil. Soc., 23, 542 (1924); E. Fermi, Zeit. Phys., 48, 73,

(1928)

10.E.H. Lieb Rev. Mod. Phys. 53, 603 (1981)

11.D.Raczkowski, A.Canning, L.W.Wang. Phys.Rev.B, 64 121101R (2001).

12.Л.Д.Ландау, Е.М.Лившиц. Теоретическая физика: Квантовая механика (т.4).- М.:

Наука, (1981).

13.S.Esposito. Архив e-принтов. arXiv: physics/0111167. DSF-23/2001.

14.Зайцев Н.А., Матюшкин И.В., Шамонов Д.В. Микроэлектроника 2004, 33, 378

(2004).

15.N.H.March, S.Kais. International Journal of quantum chemistry 65,411 (1997).

16.J.H.Seok, J.Y.Kim. Appl.Phys.Lett. 78, 3124 (2001).




содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5]

© ЗАО "ЛэндМэн"