Surface State Dynamics Dictating Transport in InAs Nanowires
Notice bibliographique
Résumé
Because of their high aspect ratio, nanostructures are particularly susceptible to effects from surfaces such as slow electron trapping by surface states. However, nonequilibrium trapping dynamics have been largely overlooked when considering transport in nanoelectronic devices. In this study, we demonstrate the profound influence of dynamic trapping processes on transport in InAs nanowires through an investigation of the hysteretic and time-dependent behavior of the transconductance. We observe large densities (∼10 13 cm –2 ) of slow surface traps and demonstrate the ability to control and permanently fix their occupation and charge through electrostatic manipulation by the gate potential followed by thermal deactivation by cryogenic cooling. Furthermore, we observe a transition from enhancement- to depletion-mode and a 400% change in field-effect mobility within the same device when the initial gate voltage and sweep rate are varied, revealing the severe impact of electrostatic history and dynamics on InAs nanowire field-effect transistors. A time-dependent model for nanowire transconductance based on nonequilibrium carrier population dynamics with thermally activated capture and emission was constructed and showed excellent agreement with experiments, confirming the effects to be a direct result of the dynamics of slow surface traps characterized by large thermal activation barriers (∼ 700 meV). This work reveals a clear and direct link between the electrical conductivity and the microscopic interactions of charged species with nanowire surfaces and highlights the necessity for considering dynamic properties of surface states in nanoelectronic devices.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».