量子薄膜掺杂理论

量子薄膜是厚度远小于费米波长的薄膜, 通常在几个纳米之内。由于量子限制效应，电子在量子薄膜中形成二维电子气。对量子薄膜掺杂机制和性能的清楚认识是诸多重要应用的基础。掺杂的主要目的是在保证电子迁移率不遭到显著破坏的前提下提高电子浓度。但依据无序电子标度理论，对量子薄膜的直接掺杂会严重破坏载流子的迁移率并造成二维电子气的局域化，难以实现对输运性质的调控。为制造只有少数几个原子层厚的超薄电子器件，迫切需要寻找量子薄膜掺杂的新理论。本项目对量子薄膜的掺杂机制和特性进行研究探索，将提出一新的掺杂理论,即量子薄膜的分区掺杂。在我们的方案中，由于掺杂无序层和晶体层的分离，电子浓度和迁移率可望得到同步提高。我们将进一步将理论应用到双层Graphene膜。我们的突破性研究成果将为实现极限为两个原子层的场效应管提供理论依据，并对二维电子气的许多基本问题如电子－电子相互作用和金属-绝缘体转变等提供崭新的认识。