Abstract
Impurity incorporation into nanoparticles is modeled using thermodynamics. For small particles, entropically driven impurity incorporation is reduced, rendering doping difficult. We show that the free energy of surface impurities in small nanoparticles is lower than core impurities, surface doping therefore occurs preferentially. A critical size for core doping is identified, below which it is energetically unfavorable. In all cases, core impurity concentration is reduced as particle size decreases. We show larger than bulk impurity concentrations are possible, corresponding to increased alloying
چکیده
ورود ناخالصی در نانوذرات با استفاده از ترمودینامیک مدلسازی شده است. برای ذرات کوچک، ورود ذرات به صورت نامنظم کاهش می یابد که مشکلاتی را برای داپ کردن بوجود می آورد. ما نشان میدهیم که انرژی آزاد ناخالصی های سطحی در نانوذرات کوچک کمتر از انرژی تجمع یافتن ناخالصی هسته می باشد، به همین دلیل به صورت ترجیحی داپ کردن سطحی اتفاق میافتد. اندازه بحرانی برای داپ کردن هسته ها نامشخص است، این اندازه کمتر از مقداری است که از لحاظ انرژی نامطلوب است. ما نشان می دهیم که موارد بیشتری از غلظت در حالت بالک امکانپذیر است که مطابق با افزایش آلیاژسازی میباشد.
1-مقدمه
داپ کردن نیمه رساناها یک روش مناسب است که برای تغییر خواص الکتریکی و نوری وسایل استفاده میشود [1]. در سالهای اخیر کارهای چشمگیری بر روی داپ کردن نانوذرات و نانوساختارها انجام شده است که هر کدام به میزانی موفقیت آمیز بوده اند [6-2]. در حالیکه امکان داپ کردن نانوذرات وجود دارد، قابلیت وارد کردن ناخالصی در هسته ساختار با کاهش اندازه نانوذرات به طور فزایندهای دشوار میشود [8، 7، 5]. سینتیک و ترمودینامیک که دو نیروی کنترل کننده هستند به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته اند...