انجمن فیزیک ایران مجلۀ پژوهش فیزیک ایران 1682-6957 25 3 2025 12 22 Enormous improvement of mobility of 2D carrier gas using high-κ dielectric in SiGe quantum well بهبود چشمگیر تحرک گاز حامل دوبعدی با استفاده از پوشش دی‌الکتریک با ضریب بالا در چاه کوانتومی SiGe 217 224 3742 10.47176/ijpr.25.3.02202 FA رضوان ترکاشوند گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا 0009-0000-9545-1848 قاسم انصاری پور گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا Journal Article 2025 10 10 Using different scattering mechanisms such as, surface roughness, alloy, charge impurity, strain, phonon scattering and regarding the effect of various dielectric constants, calculations of the carrier mobility in a strained SiGe quantum well on (001) Si are implemented. It is shown that the mobility of carriers inside the channel increases several times as a result of increasing the dielectric mismatch. At low temperatures, using a dielectric coating (k=100) the mobility rises from 1600 cm^2/Vs to 12300 cm^2 /V s which shows an increase of more than seven times, whereas at room temperature and same density the mobility increases from  760 cm^2 /V s to 970 cm^2 /V s. I<br />In fact, increasing the dielectric constant weakens the screening effect and the attenuation of Coulomb potential. This mobility enhancement at low temperatures occurs for any carrier densities, but at high temperatures and low densities, the behavior is completely different. Failure to account for this dielectric mismatch causes incorrect results at high densities, and this becomes more obvious with increasing dielectric coefficient. The findings of this study emerge a comprehensive picture of the effect of dielectrics on charge transport in quantum well for low and room temperature at different carrier densities, as well as, help us to identify the optimal dielectric coating for the design and fabrication of the high mobility nanoscale transistors.<br />. با استفاده از سازوکار‌های پراکندگی مختلف مانند زبری سطح، آلیاژ، ناخالصی بار، کرنش، پراکندگی فونون و همچنین با در نظر گرفتن اثر ثابت‌های دی‌الکتریک مختلف، تحرک حامل‌ها در یک چاه کوانتومی SiGe کرنش یافته روی (001) Si محاسبه شده است. نشان داده شده است که تحرک حامل‌ها در داخل کانال در نتیجه افزایش عدم تطابق دی‌الکتریک چندین برابر افزایش می‌یابد. در دماهای پایین، با استفاده از یک پوشش دی‌الکتریک (100 κ =)، تحرک از  cm^2/Vs 1600 به cm^2/Vs 12300 اافزایش می‌یابد که افزایشی بیش از هفت برابر را نشان می‌دهد، درحالی‌که در دمای اتاق و چگالی یکسان، تحرک از 760 cm^2/Vs به 970 cm^2/Vs <br />افزایش می‌یابد. در واقع، افزایش مقدار ثابت دی‌الکتریک، اثر پوششی و تضعیف پتانسیل کولنی را تضعیف می‌کند. این افزایش تحرک در دماهای پایین برای هر چگالی حاملی رخ می‌دهد، اما در دماهای بالا و چگالی‌های پایین، رفتار کاملاً متفاوت است. عدم در نظر گرفتن این عدم تطابق دی‌الکتریک باعث نتایج نادرست در چگالی‌های بالا می‌شود و این با افزایش ضریب دی‌الکتریک آشکارتر می‌شود. یافته‌های این مطالعه، تصویر جامعی از تأثیر دی‌الکتریک‌ها بر انتقال بار در چاه کوانتومی برای دمای پایین و دمای اتاق در چگالی‌های حامل مختلف ارائه می‌دهد و همچنین کمک می‌کند تا پوشش دی‌الکتریک بهینه را برای طراحی و ساخت ترانزیستورهای نانومقیاس با تحرک بالا شناسایی کنیم. https://ijpr.iut.ac.ir/article_3742_1f72e258ff730035f2a1fb6637f562c2.pdf