Institut national des sciences des matériaux, L'Agence japonaise des sciences et de la technologie et l'Université de Tsukuba ont annoncé le 4 février 2011 qu'ils ont réussi à détecter des comportements dynamiques non destructifs d'impuretés dopées dans des nanofils de Si (Si NW) recouverts de SiO2 pour fabriquer des transistors à effet de champ de grille environnants. Les détails ont été présentés dans Lettres NANO de la Société chimique américaine.

Comprendre les comportements dynamiques des atomes dopants dans les Si NW est la clé pour réaliser des transistors à faible puissance et à grande vitesse utilisant des Si NW. Le comportement de ségrégation des atomes de bore (B) et de phosphore (P) dans les NW de Si dopés B et P (20 nm de diamètre) pendant l'oxydation thermique a été étroitement analysé.

Des pics vibrationnels locaux et l'élargissement de Fano dans les pics de phonons optiques de Si NWs dopés B ont été utilisés pour détecter le comportement de B. Les signaux de résonance de spin électronique (ESR) des électrons de conduction étaient des moyens appropriés pour les Si NWs dopés P.

La distribution radiale des atomes P dans les Si NWs a également été étudiée pour prouver la différence de comportement de ségrégation entre les atomes P et B.

Les atomes B se sont avérés ségréger préférentiellement dans la couche d'oxyde de surface, tandis que les atomes P ont tendance à s'accumuler autour de l'interface à l'intérieur du nanofil de Si.

En outre, la ségrégation des atomes B s'est avérée supprimée par la contrainte appliquée aux Si NWs.