The B dopant stability and doping level tunability of silicon nanowires (SiNWs) with alkene adsorption are revealed based on first-principles calculations. It is found that the alkenyl chains favor the middle location of (111) facet, and the B dopants prefer to locate at (110) facet of the SiNW. Interestingly, the B doping levels are activated upon an alkene adsorption which introduces an intermediate energy level. This finding sheds light on how SiNWs can achieve effective doping.
REFERENCES
1.
J. T.
Yates
, Jr., Science
279
, 335
(1998
).2.
Y.
Cui
, Q.
Wei
, H.
Park
, and C. M.
Lieber
, Science
293
, 1289
(2001
).3.
K. Q.
Peng
, X.
Wang
, and S. T.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
92
, 163103
(2008
).4.
T.
Strother
, W.
Cai
, X. S.
Zhao
, R. J.
Hamers
, and L. M.
Smith
, J. Am. Chem. Soc.
122
, 1205
(2000
).5.
A. M.
Morales
and C. M.
Lieber
, Science
279
, 208
(1998
).6.
Y. F.
Zhang
, Y. H.
Tang
, N.
Wang
, D. P.
Yu
, C. S.
Lee
, I.
Bello
, and S. T.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
72
, 1835
(1998
).7.
R. Q.
Zhang
, Y.
Lifshitz
, and S. T.
Lee
, Adv. Mater. (Weinheim, Ger.)
15
, 635
(2003
).8.
D. D. D.
Ma
, C. S.
Lee
, F. C. K.
Au
, S. Y.
Tong
, and S. T.
Lee
, Science
299
, 1874
(2003
).9.
R. Q.
Zhang
, Y.
Lifshitz
, D. D. D.
Ma
, Y. L.
Zhao
, Th.
Frauenheim
, S. T.
Lee
, and S. Y.
Tong
, J. Chem. Phys.
123
, 144703
(2005
).10.
X. Y.
Zhao
, C. M.
Wei
, L.
Yang
, and M. Y.
Chou
, Phys. Rev. Lett.
92
, 236805
(2004
).11.
T.
Vo
, A. J.
Williamson
, and G.
Galli
, Phys. Rev. B
74
, 045116
(2006
).12.
J. A.
Yan
, L.
Yang
, and M. Y.
Chou
, Phys. Rev. B
76
, 115319
(2007
).13.
R.
Rurali
, B.
Aradi
, Th.
Frauenheim
, and A.
Gali
, Phys. Rev. B
76
, 113303
(2007
).14.
H.
Scheel
, S.
Reich
, and C.
Thomsen
, Phys. Status Solidi B
242
, 2474
(2005
).15.
A. J.
Lu
, R. Q.
Zhang
, and S. T.
Lee
, Nanotechnology
19
, 035708
(2008
).16.
A. J.
Lu
, R. Q.
Zhang
, and S. T.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
91
, 263107
(2007
).17.
A. J.
Lu
, R. Q.
Zhang
, and S. T.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
92
, 203109
(2008
).18.
X. B.
Yang
and R. Q.
Zhang
, Appl. Phys. Lett.
93
, 173108
(2008
).19.
M.
Diarra
, Y. M.
Niquet
, C.
Delerue
, and G.
Allan
, Phys. Rev. B
75
, 045301
(2007
).20.
M. T.
Björk
, H.
Schmid
, J.
Knoch
, H.
Riel
, and W.
Riess
, Nat. Nanotechnol.
4
, 103
(2009
).21.
C. S.
Guo
, L. B.
Luo
, G. D.
Yuan
, X. B.
Yang
, R. Q.
Zhang
, W. J.
Zhang
, and S. T.
Lee
, Angew. Chem., Int. Ed.
48
, 9896
(2009
).22.
X. B.
Yang
, C. S.
Guo
, and R. Q.
Zhang
, Appl. Phys. Lett.
95
, 193105
(2009
).23.
M. C.
Payne
, M. P.
Teter
, D. C.
Allan
, T. A.
Arias
, and J. D.
Joannopoulos
, Rev. Mod. Phys.
64
, 1045
(1992
).24.
P. E.
Blöchl
, Phys. Rev. B
50
, 17953
(1994
).25.
G.
Kresse
and D.
Joubert
, Phys. Rev. B
59
, 1758
(1999
).26.
G.
Kresse
and J.
Furthmüller
, Phys. Rev. B
54
, 11169
(1996
).27.
H. J.
Monkhorst
and J. D.
Pack
, Phys. Rev. B
13
, 5188
(1976
).28.
H.
Xu
, X. B.
Yang
, C. S.
Guo
, and R. Q.
Zhang
, Appl. Phys. Lett.
95
, 253106
(2009
).29.
H.
Xu
, W.
Fan
, A. L.
Rosa
, R. Q.
Zhang
, and Th.
Frauenheim
, Phys. Rev. B
79
, 073402
(2009
).30.
H.
Xu
, X. H.
Zhang
, and R. Q.
Zhang
, Phys. Rev. B
80
, 075428
(2009
).31.
A.
Lehner
, G.
Steinhoff
, M. S.
Brandt
, M.
Eickhoff
, and M.
Stutzmann
, J. Appl. Phys.
94
, 2289
(2003
).32.
N.
Takeuchi
, Y.
Kanai
, and A.
Selloni
, J. Am. Chem. Soc.
126
, 15890
(2004
).33.
H.
Peelaers
, B.
Partoens
, and F. M.
Peeters
, Nano Lett.
6
, 2781
(2006
).34.
E.
Durgun
, N.
Akman
, C.
Ataca
, and S.
Ciraci
, Phys. Rev. B
76
, 245323
(2007
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
