تحرك الكتروني محدود با استفاده از ناخالصي در يك سيم كوانتومي نيم‌ رسانا

IMPURITY-LIMITED ELECTRON MOBILITY IN A SEMICONDUCTOR QUATUM WIRE

پيشرفت‌هاي چشمگير اخير در فناوري نيم­ رساناها، به عنوان مثال، توسعه برآرايي پرتومولكولي، امكان توليد ساختارهاي چاه كوانتومي را كه در آن‌ها الكترون‌ها محدود به حركت در يك يا دو بعد شده‌اند، فراهم ساخته است. حركت الكترون ها در چنين ساختارهاي نيمرسانا محدود شده، منجر به آثار كوانتش اندازه شده است. در اين پژوهش، تحرك محدود با پراكندگي ناخالصي يونيده يا توزيع يكنواخت ناخالصي دور براي يك دستگاه نيم­ رسانا يك بعدي مانند نانوسيم گاليم آرسنايد و اينديم آرسنايد نوع n مورد بررسي قرار داده كه ابتدا محاسبه و سپس رسم كرده ايم. اثر پارامترهاي فيزيكي مربوطه متفاوت از قبيل دما، شعاع و چگالي ناخالصي بر روي تحرك پذيري بررسي شده است. نتايج عددي نشان مي دهد كه تحرك محدود به دليل پراكندگي ناخالصي پس زمينه با افزايش دما، يكنواخت و به آرامي افزايش مي يابد، در حالي كه تحرك محدود به دليل پراكندگي ناخالصي هاي دور به سرعت با دما افزايش مي يابد و براي نانو سيم InAs به شعاع nm8 برابر cm2/Vs 104 است. همچنين نشان داده شده است كه تحرك براي هر دو ناخالصي با افزايش شعاع سيم كاهش مي­ يابد و با افزايش چگالي تحرك افزايش مي­ يابد. نتايج به دست آمده در اين پژوهش با داده هاي تجربي و نظري اخير مطابقت دارد.

Recent astonishing progresses in crystal growth technology, i.e. molecular beam epitaxy, have provided the possibility of fabricating quantum well structures in which electrons confined to move in one or two dimensions. The motion of electrons in such semiconducting structures is confined and leads to size quantization effects. In this research, we investigated the limited mobility by ionized impurity scattering or from the uniform distribution of remote impurity for a one-dimensional semiconductor device such as n-type gallium arsenide and Indium Arsenide nanowire, which first calculated and then plotted. The effect of various relevant physical parameters such as temperature and radius and impurity density on mobility has been investigated. Numerical results show that limited mobility increases uniformly and slowly with increasing temperature due to background impurity scattering, while limited mobility increases rapidly with temperature due to scattering of remote impurities. It has also been shown that the mobility for both impurities decreases with increasing wire radius and with increasing density, mobility increases. The results obtained from this investigation are in agreement to recent experimental and theoretical data.