石墨烯过渡层对金属/SiC接触肖特基势垒调控的第一性原理研究

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单位江苏师范大学电气工程及自动化学院;大连理工大学电子信息与电气工程学部控制科学与工程学院工业装备智能控制与优化教育部重点实验室;
来源物理学报
出版年2022
期号05
摘要
由于SiC禁带宽度大,在金属/SiC接触界面难以形成较低的势垒,制备良好的欧姆接触是目前SiC器件研制中的关键技术难题,因此,研究如何降低金属/SiC接触界面的肖特基势垒高度(SBH)非常重要.本文基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,结合平均静电势和局域态密度计算方法,研究了石墨烯作为过渡层对不同金属(Ag, Ti, Cu, Pd, Ni, Pt)/SiC接触的SBH的影响.计算结果表明,单层石墨烯可使金属/SiC接触的SBH降低;当石墨烯为2层时, SBH进一步降低且Ni, Ti接触体系的SBH呈现负值,说明接触界面形成了良好的欧姆接触;当石墨烯层数继续增加, SBH不再有明显变化.通过分析接触界面的差分电荷密度以及局域态密度, SBH降低的机理可能主要是石墨烯C原子饱和了SiC表面的悬挂键并降低了金属诱生能隙态对界面的影响,并且接触界面的石墨烯及其与金属相互作用形成的混合相具有较低的功函数.此外,SiC/石墨烯界面形成的电偶极层也可能有助于势垒降低.

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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