Asymmetric doping in silicon nanostructures: The impact of surface dangling bonds

Nano Letters

Volumn 10, Issue 5, 2010, Pages 1671-1676

  Hong, Ki Ha ^a   Kim, Jongseob ^a   Lee, Jung Hoon ^b   Shin, Jaikwang ^a   Chung, U In ^a  

^a Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)   (South Korea)

^b Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

Author keywords

Asymmetric doping; Dopant deactivation; Doping; Silicon nanocrystal; Silicon nanostructure; Silicon nanowire; Surface dangling bond; Trap

Indexed keywords

ASYMMETRIC DOPING; DOPANT DEACTIVATION; SILICON NANOCRYSTALS; SILICON NANOSTRUCTURES; SILICON NANOWIRES;

DANGLING BONDS; DOPING (ADDITIVES); ELECTRON MOBILITY; NANOCRYSTALS; NANOWIRES; PASSIVATION; SINGLE CRYSTALS;

SILICON;

NANOMATERIAL; SILICON;

ARTICLE; BINDING SITE; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATION; MACROMOLECULE; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTY; ULTRASTRUCTURE;

BINDING SITES; COMPUTER SIMULATION; MACROMOLECULAR SUBSTANCES; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; NANOSTRUCTURES; PARTICLE SIZE; SILICON; SURFACE PROPERTIES;

EID: 77952365322     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl904282v     Document Type: Article

References (46)

1. Alivisatos, A. P. Science 1996, 271, 933
2. Bruchez, M., Jr.; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 2007, 281, 2013
3. Gudiksen, M. S.; Lauhon, L. J.; Wang, J.; Smith, D. C.; Lieber, C. M. Nature 2002, 415, 617
4. Klimov, V. I.; Ivanov, S. A.; Nanda, J.; Achermann, M.; Bezel, I.; McGuire, J. A.; Piryatinski, A. Nature 2007, 447, 441
5. Duan, X.; Huang, Y.; Agarwal, R.; Lieber, C. M. Nature 2003, 421, 241
6. Tian, B.; Zheng, X.; Kempa, T. J.; Fang, Y.; Yu, N.; Yu, G.; Huang, J.; Lieber, C. M. Nature 2007, 449, 885
7. Kelzenberg, M. D.; Turner-Evans, D. B.; Kayes, B. M.; Filler, M. A.; Putnam, M. C.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Nano Lett. 2008, 8, 710
8. Gur, I.; Fromer, N. A.; Geier, M. L.; Alivisatos, A. P. Science 2005, 310, 462
9. Michalet, X.; Pinaud, F. F.; Bentolila, L. A.; Tsay, J. M.; Doose, S.; Li, J. J.; Sundaresan, G.; Wu, A. M.; Gambhir, S. S.; Weiss, S. Science 2005, 307, 538
10. Yang, C.; Barrelet, C. J.; Capasso, F.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2006, 6, 2929
11. Stern, E.; Klemic, J. F.; Routenberg, D. A.; Wyrembak, P. N.; Turner-Evans, D. B.; Hamilton, A. D.; LaVan, D. A.; Fahmy, T. M.; Reed, M. A. Nature 2007, 445, 519
12. Cui, Y.; Zhong, Z.; Wang, D.; Wang, W. U.; Lieber, C. M. Nano Lett. 2003, 3, 149
13. Wang, D.; Sheriff, B. A.; Heath, J. R. Nano Lett. 2006, 6, 1096
14. Dalpian, G. M.; Chelikowsky, J. R. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 226802
15. Erwin, S. C.; Zu, L.; Haftel, M. I.; Efros, A. L.; Kennedy, T. A.; Norris, D. J. Nature 2005, 436, 91
16. Bjork, M. T.; Schmid, H.; Knoch, J.; Riel, H.; Riess, W. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 103
17. Diarra, M.; Niquet, Y.-M.; Delerue, C.; Allan, G. Phys. Rev. B 2007, 75 045301
18. Rurali, R.; Aradi, B.; Frauenheim, T.; Gali, A. Phys. Rev. B 2009, 79, 115303
19. Cui, Y.; Duan, X.; Hu, J.; Lieber, C. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5213
20. Lechner, R.; Stegner, A. R.; Pereira, R. N.; Dietmueller, R.; Brandt, M. S.; Ebbers, A.; Trocha, M.; Wiggers, H.; Stutzmann, M. J. Appl. Phys. 2008, 104 053701
21. Peelaers, H.; Partoens, B.; Peeters, F. M. Nano Lett. 2006, 6, 2781
22. Fernandez-Serra, M.-V.; Adessi, Ch.; Blase, X. Nano Lett 2006, 6, 2674
23. Leao, C. R.; Fazzio, A.; da Silva, Antonio, J. R. Nano Lett 2008, 8, 1866
24. Moon, C.-Y.; Lee, W.-J.; Chang, K. J. Nano Lett. 2008, 8, 3086
25. Suk, S. D.; Li, M.; Yeoh, Y. Y.; Yeo, K. H.; Cho, K. H.; Ku, I. K.; Cho, H.; Jang, W. J.; Kim, D.-W.; Park, D.; Lee, W. S. Proc. Electron. Devices Meeting 2007, 891
26. Yeo, K. H.; Suk, S. D.; Li, M.; Yeoh, Y. Y.; Cho, K. H.; Hong, K. H.; Yun, S. K.; Lee, M. S.; Cho, N.; Lee, K.; Hwang, D.; Park, B.; Kim, D. W.; Park, D.; Ryu, B. I. Proc. Electron. Devices Meeting 2006, 4154257.
27. Singh, A. K.; Kumar, V.; Note, R.; Kawazoe, Y. Nano Lett. 2006, 6, 920
28. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
29. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
30. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
31. Nishi, Y. Jpn. J. Appl. Phys. 1971, 10, 52
32. Lenahan, P. M.; Dressendorfer, P. V. Appl. Phys. Lett. 1984, 44, 96
33. Schmidt, V.; Wittermann, J. V.; Senz, S.; Gösele, U. Adv. Mater. 2009, 21, 2681
34. Van de Walle, C. G.; Neugebauer, J. J. Appl. Phys. 2004, 95, 3851
35. Zhou, Z.; Brus, L.; Friesneer, R. Nano Lett. 2003, 3, 163
36. Zhao, X.; Wei, C. M.; Yang, L.; Chou, M. Y. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 236805
37. Hong, K. H.; Kim, J.; Lee, S. H.; Shin, J. Nano Lett. 2008, 8, 1335
38. Ma, D. D. D.; Lee, C. S.; Au, F. C. K.; Tong, S. Y.; Lee, S. T. Science 2003, 299, 1874
39. Kagimura, R.; Nunes, R. W.; Chacham, H. Phys. Rev. Lett. 2007, 98 026801
40. Niquet, Y. M.; Lherbier, A.; Quang, N. H.; Fernandez-Serra, M. V.; Blase, X.; Delerue, C. Phys. Rev. B 2006, 73, 165319
41. Allan, G.; Niquet, Y. M.; Delerue, C. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 639
42. Stegner, A. R.; Pereira, R. N.; Klein, K.; Wiggers, H.; Brandt, M. S.; Stutzmann, M. Physica B 2007, 401-402, 541
43. Wang, J.; Polizzi, E.; Lundstrom, M. Proc. Electron. Devices Meeting 2005, 530
44. Leu, P. W.; Svizhenko, A.; Cho, K. Phys. Rev. B 2008, 77, 235305
45. Puzder, A.; Williamson, A. J.; Grossman, J. C.; Galli, G. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6721
46. Li, Q. S.; Zhang, R. Q.; Lee, S. T.; Niehaus, T. A.; Frauenheim, Th. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244714