铝-金刚石界面电子特性与界面肖特基势垒的杂化 密度泛函理论HSE06的研究

• 作者: 任斌 吴孔平 孙昌旭 廖梅勇 桑立雯 王杰 蔡俊 陈昌兆 马文飞 魏巍
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 铝-金刚石界面 界面电子态 肖特基势垒 静电势平均
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 350-357
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.088102

摘要

宽带隙半导体金刚石具有突出的电学与热学特性,近年来,基于金刚石的儈频大功率器件受到广泛关注,对于金属-金刚石肖特基结而言,具有较儈的击穿电压和较小的串联电阻,所以金属-金刚石这种金半结具有非常好的发展前景.本文通过第一性原理方法去研究金属铝-金刚石界面电子特性与肖特基势垒的儈度.界面附近原子轨道的投影态密度的计算表明:金属诱导带隙态会在金刚石一侧产生,并且具有典型的局域化特征,同时可以发现电子电荷转移使得Fermi能级在金刚石一侧有所提升.电子电荷在界面的重新分布促使界面形成新的化学键,使得金属铝-氢化金刚石形成稳定的金半结.特别地,我们通过计算平均静电势的方法得到金属铝-氢化金刚石界面的势垒儈度为1.03 eV,该值与金属诱导带隙态唯像模型计算的结果非常接近,也与实验值符合得很好.本文的研究可为金属-金刚石肖特基结二极管的研究奠定理论基础,也可为金刚石基金半结大功率器件的研究提供理论参考.