член-корр. НАН Республики Беларусь, профессор, д.т.н.
220012, г. Минск, ул. П. Бровки, д. 6
Member-corr. of NAS of Belarus, Professor, D.Sci.
220012, Minsk, P. Brovki st., 6
Мищенко Валерий Николаевич, доцент, к.т.н.
220012, г. Минск, ул. П. Бровки, д. 6
Mishchenka Valery Nikolaevich, PhD, Associate Professor
220012, Minsk, P. Brovki st., 6
Приведены результаты моделирования интенсивностей рассеивания носителей заряда в графене, расположенном на подложке из гексогонального нитрида бора. Графен считается перспективным материалом для формирования новых полупроводниковых приборов с хорошими характеристиками для диапазонов СВЧ и КВЧ. Представлены формулы, которые позволяют выполнить моделирование основных интенсивностей рассеивания электронов в одиночном слое графена, размещенном на подложке из нитрида бора. Получены зависимости интенсивности рассеивания на оптических фононах, связанных с границей раздела между графеном и слоем из гексогонального нитрида бора при изменении толщины зазора между этими слоями. Моделирование основных интенсивностей рассеивания производилось как для обычной температуры, равной 300 К, так и для повышенной, равной 370 К, что связано с необходимостью учета повышения температуры слоя графена при увеличении энергии электронов. Анализ полученных зависимостей показал, что при значениях энергии электронов, которые превышают величину, равную приблизительно 0,165 эВ, наблюдается преобладание рассеивания электронов на оптических фононах, присущих внутреннему слою графена, электрон-электронного рассеивания, а также рассеивания на оптических фононах, связанных с границей раздела между графеном и слоем из гексогонального нитрида бора, над другими видами рассеивания. При низких значениях энергии, которые меньше чем приблизительно 0,03 эВ, преобладает рассеивание на примесях над другими видами рассеивания. Опираясь на полученные зависимости интенсивностей рассеивания электронов в графене, становится возможным реализация статистического метода Монте – Карло для определения характеристики переноса электронов в полупроводниковых приборах, содержащих слои графена и гексогонального нитрида бора.
The results of modeling the scattering intensities of charge carriers in graphene located on a substrate of hexagonal boron nitride are presented. Graphene is considered a promising material for the formation of new semiconductor devices with good characteristics for the microwave and HF bands. Formulas are presented that allow modeling of the main electron scattering intensities in a single layer of graphene placed on a substrate of boron nitride. The dependences of the scattering intensity on optical phonons associated with the interface between graphene and a layer of hexagonal boron nitride are obtained when the thickness of the gap between these layers changes. Simulation of fixed rate dispersion was carried out as for normal temperature equal to 300 K and at elevated – equal to 370, which is connected with the necessity of considering the temperature rise of the graphene layer with increasing electron energy. The analysis of the obtained dependences showed that at electron energy values that exceed a value equal to approximately 0.165 eV, there is a predominance of electron scattering on optical phonons inherent in the inner layer of graphene, electron-electron scattering, as well as scattering on optical phonons associated with the interface between graphene and a layer of hexagonal boron nitride, over other types of scattering. At low energy values, which are less than about 0.03 eV, the dispersion on impurities prevails over other types of dispersion. Based on the obtained dependences of electron scattering intensities in graphene, it becomes possible to implement the Monte – Carlo statistical method to determine the characteristics of electron transfer in semiconductor devices containing layers of graphene and hexagonal boron.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.