Long-range Interaction between pb-centers and NO[2] Molecules Adsorbed on the Silicon Surface

Abstract

DFT calculations showed that the interaction between adsorbed nitric oxide (NO2) molecules (or N2O4 dimers) and distant pb-centers (Si atoms with dangling bonds) can occur through a Si or SiO2 layer. This interaction is effective only when NO2 is fixed on surface OH groups. In this interaction, the pb-center charges positively, which causes an additional Coulomb blockade (CB) of the holes and can explain the decrease in the conductivity of low-doped p-type porous silicon (PS) samples.

DFT-розрахунки показали, що між адсорбованими молекулами або димерами NO2 та віддаленими pb-центрами (атомами Si з обірваним зв’язком) може виникати взаємодія через шар Si або SiO2. Ця взаємодія є ефективною лише при закріпленні NO2 на поверхневих ОН-групах. При такій взаємодії pb-центр заряджається позитивно, що викликає додаткову кулонівську блокаду вільних дірок і може пояснити спад провідності у низьколегованих зразків поруватого кремнію p-типу.

DFT-расчеты показали, что между адсорбированными молекулами или димерами NO2 и удаленными pb-центрами (атомами Si с оборванной связью) может возникать взаимодействие через слой Si или SiO2. Это взаимодействие является эффективным только при закреплении NO2 на поверхностных ОН-группах. При таком взаимодействии pb-центр заряжается положительно, что вызывает дополнительную кулоновскую блокаду свободных дырок и может объяснить спад проводимости низколегированных образцов пористого кремния p-типа.