Confinement quantique dans des nanocristaux de silicium dopés au phosphore

Les propriétés électroniques des donneurs de phosphore dans des nanocristaux de silicium hydrogénés sont étudiées en utilisant une méthode de pseudopotentiel ab initio en espace réel pour des systèmes comportant jusqu'à 500 atomes. Nous présentons des calculs pour l'énergie d'ionisation, l'énergie de liaison et la densité électronique associée au nanocristal dopé. Nous constatons que l'énergie d'ionisation du nanocristal est pratiquement indépendante de la taille. Ce comportement peut être attribué à la localisation de l'électron autour du site d'impureté en raison d'une forte interaction électron-impureté dans des systèmes confinés. En revanche, le découplage hyperfin présente une forte dépendance de la taille. Pour les petits nanocristaux, il dépasse largement la valeur en masse. Cette constatation est en accord avec des mesures expérimentales récentes.