بررسی رفتار دینامیکی اتم‌های دُپ شده در نانوسیم سیلیکونی

گروهی از محققان ژاپنی توانسته‌اند با موفقیت رفتارهای دینامیک غیرمخرب ناخالصی‌های دُپ شده در نانوسیم‌های سیلیکونی پوشیده شده با SiO2 را شناسایی کنند.

محققان موسسه ملی علوم مواد، آژانس علم و فناوری ژاپن و دانشگاه Tsukuba توانسته‌اند با موفقیت رفتارهای دینامیک غیرمخرب ناخالصی‌های دُپ شده در نانوسیم‌های سیلیکونی پوشیده شده با SiO2 را شناسایی کنند تا با استفاده از آن گیت‌های محیطی ترانزیستورهای اثر زمینه را بسازند. جزئیات این کار در مجله Nano Letters منتشر شده است.

درک رفتارهای دینامیکی اتم‌های دُپ شده در نانوسیم‌های سیلیکونی برای تولید ترانزیستورهای کم‌مصرف وسریع با استفاده از این نانوسیم ها ضروری است. در این کار رفتار جدایشی (segregation behavior)) اتم‌های بور و فسفر در نانوسیم‌های سیلیکونی (قطر ۲۰ نانومتر) دُپ شده با این اتم‌ها در طول اکسیداسیون حرارتی به دقت آنالیز شد. از پیک‌های ارتعاشی موضعی و پهن شدن Fano در پیک‌های فونون اُپتیکی نانوسیم‌های سیلیکونی دُپ شده با بور برای شناسایی رفتار بور استفاده شد. سیگنال‌های رزونانس اسپین الکترونی (ESR) مربوط به الکترون‌های رسانایی ابزارهای مناسبی برای مطالعه نانوسیم‌های سیلیکونی دُپ شده با فسفر بودند. همچنین از انتشار شعاعی اتم‌های فسفر در نانوسیم‌های سیلیکونی برای اثبات تفاوت میان رفتار جدایشی اتم‌های فسفر و بور استفاده شد.

محققان این کار دریافتند که اتم‌های بور ترجیح می‌دهد در سطح لایه اکسیدی جمع شوند، در حالی که اتم‌های فسفر اطراف سطوح تماس درون نانوسیم سیلیکونی تجمع می‌یابند. به‌علاوه، فشار وارد شده به نانوسیم از جدایش اتم‌های بور جلوگیری می‌کند.