具有n型和/或p型的半导体是构成整个电子工业的半导体器件的基础。传统的控制半导体类型，即n型(电子迁移率)和p型(空穴迁移率)的策略是通过在本征半导体中掺杂含有不同价电子的异质元素来实现。当半导体达到纳米尺度时，这一过程会受到表面的影响或放大，对纳米材料中造成了重大缺陷，同时其性质与块体材料有很大的不同，但直接调节半导体类型的报道还很少见。实现这一过程的一种有效策略是基于表面电荷转移掺杂(SCTD)，其以原子/分子终止表面，以在表面产生传输层。因此，不仅能够调节掺杂轮廓，而且能够调节表面电位和能带弯曲。

近日，以色列本·古里安大学Muhammad Y. Bashouti报道了通过使用基于电化学反应的非平衡位置在表面产生空穴传输层来增强表面电荷转移的影响。成功地将硅纳米线（SiNWs）器件的半导性从n型转变为p型。并对其机理进行了深入的理论和实验研究。

文章要点

1）研究人员通过在低温(低于400 °C)下施加不同的退火脉冲来保留表面的氢键。在每个退火脉冲后，基于XPS、开尔文探针测量和基于单个Si NW的场效应管测量电导率来表征表面。

2）第一性原理计算结果表明，氧化初期表面存在Si−O−Si、Si−H和(Si−OH)⁺表面官能化，陷阱充放电过程可以解释I−V曲线中观察到的磁滞回线。

研究结果量化了纳米区域中表面化学动力学对纳米材料电子特性的重要作用，并阐明了将基于纳米半导体的器件集成到纳米技术研究和工业中对表面特性的影响。

Awad Shalabny, et al, Semiconductivity Transition in Silicon Nanowires by Hole Transport Layer, Nano Letters, 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03543

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03543