Резкое уменьшение подвижности дырок при снижении внешним напряжением их двумерной концентрации в дельта-допированных бором слоях алмаза

Аналитически и численно показано, что подвижность дырок в дельта-допированных (т. е. имеющих малую толщину порядка нескольких постоянных кристаллической решeтки) бором слоях алмаза падает с уменьшением их двумерной концентрации в процессе обеднения дельта-допированного слоя внешним напряжением. Данное падение наиболее резко выражено для максимальных начальных двумерных концентраций дырок $\sim$3 $\cdot$ 10$^{13}$ см$^{-2}$ (ограниченных сверху условием возможности их существенного уменьшения без электрического пробоя алмаза) и объясняется снижением степени экранирования рассеивающих кулоновских потенциалов ионизованных атомов бора и увеличением эффективности рассеяния на них вырожденных дырок вследствие уменьшения кинетической энергии последних. Соответствующие вычисления транспортного сечения рассеяния дырок проведены без использования борновского приближения (т. е. теории возмущений), условия применимости которого в дельта-допированных бором слоях алмаза не выполняются. Предсказанный эффект может быть использован при конструировании полевых транзисторов с дельта-допированными проводящими каналами на алмазе для увеличения эффективности модуляции тока исток-сток напряжением на управляющем затворе.