Эффекты рассеяния электронов в гексогональном нитриде бора
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-2-5-12
Аннотация
Выполнено исследование эффектов рассеяния электронов в объемном гексогональном нитриде бора (h-BN). В настоящее время материал h-BN, совместно с графеном, считается одним из наиболее перспективных материалов для формирования новых полупроводниковых приборов с хорошими характеристиками для диапазонов СВЧ и КВЧ. Рассмотрены основные электрофизические параметры и характеристики h-BN. Для исследования свойств этого материала использована трехдолинная К-М-Г зонная структура. Отмечено, что долина К характеризуется наименьшим энергетическим зазором между зоной проводимости и валентной зоной. Выполнен расчет величин эффективных масс электронов и коэффициентов непараболичности для долин К, М и Г. Представлены формулы, которые позволяют выполнить моделирование основных интенсивностей рассеяния электронов в h-BN. Рассмотрены и проанализированы полученные интенсивности рассеяния электронов в зависимости от энергии и температуры. Опираясь на полученные характеристики, становится возможной реализация статистического многочастичного метода Монте – Карло для определения характеристик переноса электронов в гетероструктурных полупроводниковых приборах, содержащих слои h-BN.
Об авторах
В. В. Муравьёв
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Чл.-корр. Национальной академии наук Республики Беларусь, д.т.н., профессор
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
тел. +375-017-293-80-70
В. Н. Мищенко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Мищенко Валерий Николаевич - к.т.н., доцент
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
тел. +375-017-293-80-70
Список литературы
1. Stolyarov M., Liu G., Shur M., Balandin A. Suppression of 1/f in near-ballistic h-BN-graphene-h-BN heterostructure field-effect transistors. Applied Physics Letters. 2015;107:023106. DOI: 10.1063/1.4926872.
2. Lee K.H., Shin H.J., Lee J., Lee I.Y., Kim G.H., Choi J.Y., Kim S.W. Large-Scale Synthesis of High-Quality Hexagonal Boron Nitride Nanosheets for Large-Area Graphene Electronics. NanoLetters. 2012;12:714. DOI: 10.1021/nl203635v.
3. Свинцов Д.А., Вьюрков В.В., Лукичев В.Ф., Буренков А., Охснер Р. Туннельные полевые транзисторы на основе графена. Физика и техника полупроводников. 2013;47(2):244-250.
4. Fawcett W., Boardman D.A., Swain S. Monte Carlo determination of electron transport properties in gallium arsenide. Journal of Physical Chemistry Solids. 1970;31:1963-1990.
5. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. Пер. с англ. Москва: Мир; 1987.
6. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. Пер. с англ. Москва: Мир; 1991.
7. Муравьев В.В., Мищенко В.Н. Определение интенсивностей рассеивания электронов в одиночном слое графена. Доклады БГУИР. 2017;6(108):128-129.
8. Drummond N.D., Zґolyomi V., Fal’ko V.I. Electronic Structure of Two-Dimensional Crystals of Hexagonal Boron Nitride. Quantum Monte Carlo in the Apuan Alps VIII (International workshop). TTI, Tuscany, Italy, Saturday 27th July – Saturday 3rd August 2013. http://www.vallico.net/tti/master.html (accessed 11 November 2019).
9. Bruzzone S., Fiori G. Ab-initio simulations of deformation potentials and electron mobility in chemically modified graphene and two-dimensional hexagonal boron-nitride. Applied Physics Letters. 2011;99:222108. DOI: 10.1063/1.3665183.
10. Zhenqiang Y., Hua G., Xiaoping Z. Theoretical Study on Carrier Mobility of Hydrogenated Graphene/Hexagonal Boron-Nitride Heterobilayer. Nanoscale Research Letters. 2018;13:376. DOI: 10.1186/s11671-018-2780-2.
11. Ордин С.В., Шарупин Б.Н., Фёдоров М.И. Нормальные решеточные колебания и кристаллическая структура анизотропных модификаций нитрида бора. Физика и техника полупроводников. 1998;32(9):1033-1042.
12. Giannozzi P., Baroni S., Bonini N., Calandra M., Car R., Cavazzoni C., Ceresoli D., Chiarotti G.L., Cococcioni M., Dabol I. Quantum Espresso: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials. Journal Phys.: Condens. Matter. 2009;21:395502.
13. Hermann С., Weisbuch C. k⋅→p perturbation theory in III-V compounds and alloys: a reexamination. Physical Review. 1977;B15:823. DOI: 10.1103/PhysRevB.15.823.
14. Properties of advanced semiconductor materials: GaN, AlN, InN, BN, SiС, SiGe. Edited by Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S. New York: John Wiley&Sons; 2001.
15. Yamoah M.A., Yang W., Pop E., Goldhaber-Gordon D. High Velosity in Graphene Encapsulated by Hexagonal Boron Nitride. Nano. 2017;11:9914-9919. DOI: 10.1021/acsnano.7b03878.
Рецензия
Для цитирования:
Муравьёв В.В., Мищенко В.Н. Эффекты рассеяния электронов в гексогональном нитриде бора. Доклады БГУИР. 2022;20(2):5-12. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-2-5-12
For citation:
Muravyov V.V., Mishchenka V.N. Electron Scattering in Boron Hexogonal Nitride. Doklady BGUIR. 2022;20(2):5-12. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-2-5-12
Просмотров: 1352
Послать статью по эл. почте 