We calculated the conduction band structures of [001]- and [110]-oriented Si nanowires widi rectangular cross section using a tight-binding approximation and investigated the dependence of the band structures on those cross-sectional shapes. By comparing them with the full-band distribution of bulk Si, the subband structures of Si nanowires with the width over 4 nm can be quantitatively explained by nonparabolicity of the conduction band of bulk Si. In addition, the effective mass of very narrow (< 3 nm) [110] nanowires is decreased by a valley splitting and it depends on the cross sectional shapes of the nanowires. It is expected that n-MOSFETs with such nanowires have superior characteristics.%強束縛近似法を用いて,長方形断面を有する[0011]および[110]Siナノワイヤの伝導帯構造を計算し,断面形状の違いによるバンド構造の変化を検討した.バルクSiのフルバン.ド分散との比較解析により,一辺が4nm以上の断面をもつナノワイヤのサブバンド構造を,バルクSi伝導帯の非放物線性に基づいて定量的に説明できた.また,両辺が3 nm 以下の断面を有する[110]方向のナノワイヤでは,縮退した谷の分裂によっ七有効質量が減少し,この効果は断面形状に大きく依存することを見出した.このようなサイズの[110]けノワイヤをn チャネルとして用いることで,MOSFET の性能向上が期待できる.
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