- PII
- S30345480S0544126925040044-1
- DOI
- 10.7868/S3034548025040044
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 54 / Issue number 4
- Pages
- 301-309
- Abstract
- An expression for the electrical conductivity of a thin polycrystalline film is obtained. To solve the problem, a kinetic equation is used to approximate the relaxation time, taking into account electron scattering at the boundaries of polycrystalline film crystallites. The effect of surface scattering of charge carriers is described by diffuse-specular Fuchs boundary conditions. The limiting cases of a degenerate and non-degenerate electron gas are considered. The dependence of the electrical conductivity on the scattering intensity at the crystallite boundary and on the electromagnetic wavelength inside the film is analyzed. The obtained results are compared with the known experimental data for the silicon layer.
- Keywords
- тонкий слой электромагнитная волна кинетическое уравнение поликристаллическая плёнка модель Фукса электропроводность
- Date of publication
- 15.05.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 47
References
- 1. Nurdinova R.A., Kasimakhunova A.M. AHV elements with birefringence // Uzbek Jornal of Physics. 2017. V. 19. P. 302–306.
- 2. Pyataykin I.I. Влияние внутреннего размерного эффекта в поликристаллических плёнках металлов на коэффициенты отражения, прохождения и поглощения в них электромагнитных волн СВЧ диапазона // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 10.
- 3. Galchenkov L.A., Pyataikin I.I. Enhancement of conduction electron reflection specularity in gold films coated with Langmuir-Blodgett nanolayers // Journal of Radio Electronics. 2019. № 11.
- 4. Khorin I., Orlikovsky N., Rogozhin A., Tatarintsev A., Pronin S., Andreev V., Vdovin V. Optical coefficients of nanometer-thick copper and gold films in microwave frequency range // Proc. SPIE. 2016. V. 10224. P. 1022407.
- 5. Kaplan A.E. Metallic nanolayers: a sub-visible wonderland of optical properties [Invited] // J. Opt. Soc. Am. B. 2018. V. 35. P. 1328–1340.
- 6. Yusupova D.A., Fozilova M.D. Main characteristics and features of semiconductor film strain transducers // Scientific Progress. 2021. V. 2, P. 441–447.
- 7. Nakate U.T. et al. WO3 nanorods structures for high-performance gas sensing application // Materials Letters. 2021. V. 299. P. 130092.
- 8. Huang Y. et al. Switchable band-pass filter for terahertz waves using VO2-based metamaterial integrated with silicon substrate // Opt. Rev. Springer Japan. 2021. V. 28. P. 92–98.
- 9. Long L. et al. Thermally-switchable spectrally-selective infrared metamaterial absorber/emitter by tuning magnetic polariton with a phase-change VO2 layer // Mater. Today Energy. Elsevier Ltd. 2019. V. 13, P. 214–220.
- 10. Bhattacharya S. Towards 30% power conversion efficiency in thin-silicon photonic-crystal solar cells // Physical Review Applied. 2019. V. 11, P. 014005.
- 11. Kalinovskii V.S., Kontrosh E.V., Andreeva A.V., Andreev V.M., Malyutina-Bronskaya V.V., Zalesskii V.B., Lemeshevskaya A.M., Kuzoro V.I., Khalimanovich V.I., Zaitseva M.K. Hybrid Solar Cells with a Sunlight Concentrator System // Technical Physics Letters. 2019. V. 45. P. 850–852.
- 12. Mayadas A.F. Electrical resistivity model for polycrystalline films: the case of arbitrary reflection at external surfaces // Phys. Rev. B. 1970. V. 1, P. 1382–1389.
- 13. Lanzillo N.A., Bajpai U., Garate I., Chen C.T. Size-Dependent Grain-Boundary Scattering in Topological Semimetals // Phys. Rev. Applied. 2022. V. 18. P. 034053.
- 14. Gall D. The search for the most conductive metal for narrow interconnect lines // J. Appl. Phys. 2020. V. 12. P. 050901.
- 15. Hempel H. et al. Predicting Solar Cell Performance from Terahertz and Microwave Spectroscopy // Advanced Energy Materials 2022. V. 12.
- 16. Kuznetsova I.A., Romanov D.N., Savenko O.V., Yushkanov A.A. Calculating the high-frequency electrical conductivity of a thin semiconductor film for different specular reflection coefficients of its surface // Russian Microelectronics. 2017. V. 46. № 4. P. 252–260.
- 17. Zavitaev E.В., Simonova T.E., Utkin A.N. Взаимодействие H-волны с тонким металлическим слоем с обобщёнными граничными условиями // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. Вып. 6. С. 735–739.
- 18. Utkin A.N., Yushkanov A.А. Влияние коэффициентов зеркальности на взаимодействие электромагнитной E-волны с тонкой металлической пленкой, расположенной между двумя диэлектрическими средами // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 124. Вып. 2. С. 250–254.
- 19. Kuznetsov P.А., Moscowskiy S.B., Romanov Д.Н. Влияние анизотропии изоэнергетической поверхности на электропроводность и постоянную Холла для тонкой полупроводниковой пленки // Микроэлектроника. 2022. Т. 51. № 3. С. 218–229.
- 20. Zavitaev E.В., Rusakov О.В., Chukhleb E.P. Влияние парных столкновений носителей зарядов на электрическую проводимость тонкого проводящего слоя // ЖТФ. 2023. Т. 93. Вып. 11. С. 1561–1569.
- 21. Nhung L.Т., Yushkanov A.А. Поперечная электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость поликристаллического металла // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. Вып. 6. С. 943–947.
- 22. MacHale J. et al. Exploring conductivity in ex-situ doped Si thin films as thickness approaches 5 nm // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. P. 225709.
