Электропроводность тонкой поликристаллической пленки с учетом различных коэффициентов зеркальности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Получено выражение для электропроводности тонкой поликристаллической плёнки. Для решения задачи используется кинетическое уравнение в приближении времени релаксации с учётом рассеяния электронов на границах кристаллитов поликристаллической плёнки. Влияние поверхностного рассеяния носителей заряда описывается диффузно-зеркальными граничными условиями Фукса. Рассмотрены предельные случаи вырожденного и невырожденного электронного газа. Проведён анализ зависимости электропроводности от интенсивности рассеяния на границе кристаллитов и от длины электромагнитной волны внутри плёнки. Проведено сравнение полученных результатов с известными экспериментальными данными для слоя кремния.

Об авторах

И. А. Кузнецова

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Автор, ответственный за переписку.
Email: romanov.yar357@mail.ru
Ярославль, Россия

Д. Н. Романов

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Email: romanov.yar357@mail.ru
Ярославль, Россия

Список литературы

  1. Nurdinova R.A., Kasimakhunova A.M. AHV elements with birefringence // Uzbek Jornal of Physics. 2017. V. 19. P. 302–306.
  2. Пятайкин И.И. Влияние внутреннего размерного эффекта в поликристаллических плёнках металлов на коэффициенты отражения, прохождения и поглощения в них электромагнитных волн СВЧ диапазона // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 10.
  3. Galchenkov L.A., Pyataikin I.I. Enhancement of conduction electron reflection specularity in gold films coated with Langmuir-Blodgett nanolayers // Journal of Radio Electronics. 2019. № 11.
  4. Khorin I., Orlikovsky N., Rogozhin A., Tatarintsev A., Pronin S., Andreev V., Vdovin V. Optical coefficients of nanometer-thick copper and gold films in microwave frequency range // Proc. SPIE. 2016. V. 10224. P. 1022407.
  5. Kaplan A.E. Metallic nanolayers: a sub-visible wonderland of optical properties [Invited] // J. Opt. Soc. Am. B. 2018. V. 35. P. 1328–1340.
  6. Yusupova D.A., Fozilova M.D. Main characteristics and features of semiconductor film strain transducers // Scientific Progress. 2021. V. 2, P. 441–447.
  7. Nakate U.T. et al. WO3 nanorods structures for high-performance gas sensing application // Materials Letters. 2021. V. 299. P. 130092.
  8. Huang Y. et al. Switchable band-pass filter for terahertz waves using VO2-based metamaterial integrated with silicon substrate // Opt. Rev. Springer Japan. 2021. V. 28. P. 92–98.
  9. Long L. et al. Thermally-switchable spectrally-selective infrared metamaterial absorber/emitter by tuning magnetic polariton with a phase-change VO2 layer // Mater. Today Energy. Elsevier Ltd. 2019. V. 13, P. 214–220.
  10. Bhattacharya S. Towards 30% power conversion efficiency in thin-silicon photonic-crystal solar cells // Physical Review Applied. 2019. V. 11, P. 014005.
  11. Kalinovskii V.S., Kontrosh E.V., Andreeva A.V., Andreev V.M., Malyutina-Bronskaya V.V., Zalesskii V.B., Lemeshevskaya A.M., Kuzoro V.I., Khalimanovich V.I., Zaitseva M.K. Hybrid Solar Cells with a Sunlight Concentrator System // Technical Physics Letters. 2019. V. 45. P. 850–852.
  12. Mayadas A.F. Electrical resistivity model for polycrystalline films: the case of arbitrary reflection at external surfaces // Phys. Rev. B. 1970. V. 1, P. 1382–1389.
  13. Lanzillo N.A., Bajpai U., Garate I., Chen C.T. Size-Dependent Grain-Boundary Scattering in Topological Semimetals // Phys. Rev. Applied. 2022. V. 18. P. 034053.
  14. Gall D. The search for the most conductive metal for narrow interconnect lines // J. Appl. Phys. 2020. V. 12. P. 050901.
  15. Hempel H. et al. Predicting Solar Cell Performance from Terahertz and Mi-crowave Spectroscopy // Advanced Energy Materials 2022. V. 12.
  16. Кузнецова И.А., Романов Д.Н., Савенко О.В., Юшканов А.А. Расчёт высокочастотной электропроводности тонкого полупроводникового слоя в случае различных коэффициентов зеркальности его поверхностей // Микроэлектроника. 2017. Т. 46. № 4. С. 275–283.
  17. Завитаев Э.В., Симонова Т.Э., Уткин А.И. Взаимодействие H-волны с тонким металлическим слоем с обобщенными граничными условиями // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. Вып. 6. С. 735–739.
  18. Уткин А.И., Юшканов А.А. Влияние коэффициентов зеркальности на взаимодействие электромагнитной E-волны с тонкой металлической пленкой, расположенной между двумя диэлектрическими средами // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 124. Вып. 2. С. 250–254.
  19. Кузнецов П.А., Московский С.Б., Романов Д.Н. Влияние анизотропии изоэнергетической поверхности на электропроводность и постоянную Холла для тонкой полупроводниковой пленки // Микроэлектроника. 2022. Т. 51. № 3. С. 218–229.
  20. Завитаев Э.В., Русаков О.В., Чухлеб Е.П. Влияние парных столкновений носителей зарядов на электрическую проводимость тонкого проводящего слоя // ЖТФ. 2023. Т. 93. Вып. 11. С. 1561–1569.
  21. Ньюнг Л.Т., Юшканов А.А. Поперечная электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость поликристаллического металла // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. Вып. 6. С. 943–947.
  22. MacHale J. et al. Exploring conductivity in ex-situ doped Si thin films as thickness approaches 5 nm // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. P. 225709.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025