Tunable tunnel barriers in a semiconductor via ionization of individual atoms
Tunable tunnel barriers in a semiconductor via ionization of individual atoms
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通过单个原子的电离可调节半导体中的隧道势垒
DOI：
10.1088/1361-648x/abf9bd
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Chowdhury, Enam
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mueller, Sara M;Kim, Dongjoon;McMillan, Stephen R;Tjung, Steven J;Repicky, Jacob J;Gant, Stephen;Lang, Evan;Bergmann, Fedor;Werner, Kevin;Chowdhury, Enam
本文报道了用扫描隧道显微镜（STM）对沉积在InSb（110）表面上的单个吸附原子的研究。通过电压脉冲，吸附原子可重复地从STM针尖上脱落，并以高达100×的速度撞击隧道进入表面。隧穿效应的空间范围和幅度可以通过成像条件如偏置电压、设置电流和光照明来广泛地调节。我们将这种效应归因于（+/0）电荷跃迁能级的占据，以及相关的adatom诱导的能带弯曲的切换。在STM地形图像的效果是很好地再现传输建模的填充和排空率作为一个功能的尖端位置。STM的原子衬度和隧穿谱与In吸附原子的密度泛函理论计算结果符合得很好。吸附原子的电离效应可以延伸到大于50 nm的距离，我们归因于未掺杂的InSb晶体中的残留施主的低浓度和低结合能。这些研究展示了如何使用单个原子来灵敏地控制纳米器件中的电流。
We report scanning tunneling microscopy (STM) studies of individual adatoms deposited on an InSb (110) surface. The adatoms can be reproducibly dropped off from the STM tip by voltage pulses, and impact tunneling into the surface by up to∼ 100×. The spatial extent and magnitude of the tunneling effect are widely tunable by imaging conditions such as bias voltage, set current and photoillumination. We attribute the effect to occupation of a (+/0) charge transition level, and switching of the associated adatom-induced band bending. The effect in STM topographic images is well reproduced by transport modeling of filling and emptying rates as a function of the tip position. STM atomic contrast and tunneling spectra are in good agreement with density functional theory calculations for In adatoms. The adatom ionization effect can extend to distances greater than 50 nm away, which we attribute to the low concentration and low binding energy of the residual donors in the undoped InSb crystal. These studies demonstrate how individual atoms can be used to sensitively control current flow in nanoscale devices.
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InSb(110) 的扫描隧道显微镜研究。
DOI：
10.1103/physrevb.42.7288
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通讯作者：
Celotta
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R. Kaplan
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Pradhan, NA;Liu, N;Ho, W
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Ho, W