«Запрещенная зона» и высокая подвижность носителей одновременно достигаются в двухслойном силицене за счет его окисления

Источник фото: istockphoto.com

Работа ученых показала, что полностью окисленный двухслойный силицен имеет множество потенциальных применений в области современной электроники за счет одновременного наблюдения в нем «запрещенной зоны» и высокой подвижности носителей заряда.

Полупроводники, одновременно обладающие высокой подвижностью носителей, умеренной шириной запрещенной зоны и стабильностью в окружающей среде, крайне востребованы в современной промышленности.

Полупроводниковые материалы на основе кремния могут хорошо сочетаться с ранее разработанными электронными компонентами на основе этого же неметалла. Таким образом, поиск полупроводников на основе кремния был одним из самых важных проектов из-за их отсутствия в настоящее время.

В новом исследовании с помощью теории функционала плотности (DFT) ученые обнаружили, что полностью окисленный двухслойный силицен (двумерное аллотропное соединение кремния) демонстрирует высокую подвижность носителей с умеренной прямой запрещенной зоной в 1,02 Электрон-вольт.

 Высокая подвижность носителей происходит из-за оставшейся π-связи, а умеренная запрещенная зона открывается за счет насыщения оборванных Si-3p облигаций. Образованный в результате создания прочных связей Si-O и Si-Si, образец демонстрирует сильную термодинамическую и динамическую стабильность.