Вышедшие номера
Прыжковая проводимость Мотта и Эфроса-Шкловского в пленках из наночастц Si, легированных фосфором и бором
Дорофеев С.Г. 1, Кононов Н.Н. 2, Бубенов С.С.1, Попеленский В.М. 1, Винокуров А.А. 1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (химический факультет), Москва, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Email: dorofeev_sg@mail.ru, nnk@kapella.gpi.ru, s.bubenov@gmail.com, popelensky.vm@gmail.com, vinokuroff.aa@gmail.com
Поступила в редакцию: 23 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 11 сентября 2021 г.
Принята к печати: 20 сентября 2021 г.
Выставление онлайн: 22 ноября 2021 г.

Исследованы электрические характеристики тонких пленок, сформированных из наночастиц Si (nc-Si) с различной степенью легирования. Для исключения влияния ионной проводимости токовые параметры пленок регистрировались в сверхвысоком вакууме (P~3-5·10-9 Tорр) с предварительным высокотемпературным (950oC) отжигом. Анализ температурных зависимостей проводимости пленок nc-Si показал, что в пленках, сформированных из сильно легированных наночастиц (концентрация свободных электронов ne больше 1019 см-3), проводимость определяется прыжками с переменной длиной (variable range hopping conductionVRH). При температурах >300 K в этих образцах преобладает VRH Мотта, a при меньших температурах - VRH Эфроса-Шкловского. В пленках со средним уровнем легирования наночастиц (ne<1019 см-3) транспорт в пленках определяется совместным действием проводимостей Мотта, Эфроса-Шкловского и термически активированной проводимости. При этом термически активированная проводимость преобладает при температурах >560oC. В пленках nc-Si из нелегированных наночастиц транспортные параметры определяются термически активированной проводимостью и VRH Мотта. VRH Эфроса-Шкловского в таких пленках не наблюдается. Из анализа параметров, соответствующих проводимостям Мотта и Эфроса-Шкловского, найдены длины локализации волновых функций, плотности состояний на уровне Ферми (G(EF) ) и средние длины прыжков. Средние длины прыжков в пленках nc-Si из наночастиц, подвергнутых предварительному травлению в HF, находятся в диапазоне 56-86 нм, что указывает на то, что прыжки в таких пленках происходят при посредстве промежуточных наночастиц. Ключевые слова: легирование наночастиц Si, проводимость тонких пленок из наночастиц Si.