首次尝试评估半导体天然橡胶的电荷传输特性。合成了四种不同比例的碘-橡胶复合材料,并通过电流密度-电压特性 (JV) 和阻抗谱测试了电荷传输。确定了最佳迁移率值的最佳掺杂比,并讨论了注入势垒高度对迁移率的影响。还尝试将态密度 (DOS) 与迁移率和掺杂比关联起来。在相同的环境和实验条件下,将半导体天然橡胶的传输特性与最流行的 p 型材料之一聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)进行了比较,以证明其作为经济高效且绿色的替代有机半导体的潜力。
明确研究了直径 400 μ m 的中子辐照 (NI) GaN 肖特基势垒二极管 (SBD) 的温度相关电特性。根据 CV 测量,与原始样品相比,NI 二极管的电子浓度明显下降,表明存在热增强载流子去除效应。中子辐照会导致明显的肖特基势垒高度不均匀性,这可以通过双势垒模型进行研究。数据表明,中子辐照会对漏电流以及低频噪声水平产生微小但可测量的抑制。尽管发现了新的深能级陷阱,但温度相关的电学结果表明 GaN SBD 具有出色的抗中子辐照性能和在极端工作温度下的稳定性。
摘要 我们研究了在超高真空低温扫描隧道显微镜 (STM) 中由飞秒激光激发 (亚) 纳米隧道结所驱动的光电流。尖端回缩曲线揭示了光驱动电荷转移,该曲线显示在极大的尖端-样品距离下有电流贡献,证明在较高能量下光激发电子的有效势垒高度大大降低。我们的测量表明,光诱导电子传输的幅度可以通过激光功率以及施加的偏置电压来控制。相反,光电流的衰减常数仅受这些参数的微弱影响。通过获取恒定电流地形图证明了具有光电子的稳定 STM 操作。通过使用一维势垒模型分析光电流,推导出多光子吸收导致的有效非平衡电子分布。
摘要:二硫化钼(MoS 2 )因其较大的带隙、良好的机械韧性和稳定的物理性能而受到研究者的广泛关注,成为下一代光电器件的理想材料。但较大的肖特基势垒高度( Φ B )和接触电阻是阻碍大功率 MoS 2 晶体管制备的障碍。详细研究了具有两种不同接触结构的 MoS 2 晶体管的电子传输特性,包括铜(Cu)金属-MoS 2 通道和铜(Cu)金属-TiO 2 -MoS 2 通道。通过调整金属和 MoS 2 之间的 TiO 2 夹层的厚度来优化接触。具有 1.5 nm 厚 TiO 2 层的金属-夹层-半导体(MIS)结构具有较小的肖特基势垒,为 22 meV。结果为设计 MIS 接触和界面以改善晶体管特性提供了参考。
摘要 — 我们在此介绍我们在原子模型求解器 ATOMOS 中实现的先进 DFT-NEGF 技术,以探索新型材料和器件(特别是范德华异质结晶体管)中的传输。我们描述了使用平面波 DFT、随后进行 Wannierization 步骤和原子轨道 DFT 的线性组合的方法,分别导致正交和非正交 NEGF 模型。然后,我们详细描述了我们的非正交 NEGF 实现,包括非正交框架内的 Sancho-Rubio 和电子-声子散射。我们还介绍了从第一原理中提取电子-声子耦合并将其纳入传输模拟的方法。最后,我们将我们的方法应用于新型 2D 材料和器件的探索。这包括2D材料选择和动态掺杂FET,以实现最终的小型化MOSFET,vdW TFET的探索,特别是可以实现高导通电流水平的HfS 2 /WSe 2 TFET,以及通过金属半导体WTe 2 /WS 2 VDW结型晶体管的肖特基势垒高度和传输的研究。
研究了 Ti 3 SiC 2 基欧姆接触在 p 型 4H-SiC (0001) 4° 偏心衬底上的高温稳定性和可靠性。该接触由高温(900°C 至 1200°C)退火的 Ti 100-x Al x 合金生长而成。室温和高温(高达 600°C)下的特定接触电阻 (SCR) 在 10 -4 -10 -5 Ω.cm 2 范围内。计算出该组样品的肖特基势垒高度为 0.71 至 0.85 eV。在 600°C 下老化 1500 小时后,当 Al 含量 x < 80 at% 时,SCR 非常稳定。这与这些接触的化学和物理稳定性有关,其中老化后 4H-SiC/Ti 3 SiC 2 界面上的残余应力减小,因此 Ti 3 SiC 2 相得以保留。然而,在 x = 80 at% 的情况下,Ti 3 SiC 2 相消失,长时间老化后接触不再具有欧姆性。所得结果表明,Ti 3 SiC 2 /4H- SiC 系统在高温下具有热力学稳定性,因此可以成为高功率和高温电子应用的良好候选材料,具有很高的潜力。
本文对在独立衬底上生长的 GaN 外延层上的 Ni 肖特基势垒进行了表征。首先,通过对裸材料进行透射电子显微镜 (TEM) 图像和导电原子力显微镜 (C-AFM) 的纳米级电学分析,可以看到晶体中的结构缺陷以及电流传导的局部不均匀性。在外延层上制造的 Ni/GaN 垂直肖特基二极管的正向电流-电压 (IV) 特性给出的肖特基势垒高度平均值为 0.79 eV,理想因子为 1.14。对一组二极管的统计分析,结合温度依赖性测量,证实了在该材料中形成了非均质肖特基势垒。从 Φ B 与 n 的关系图中可以估算出接近 0.9 eV 的理想均质势垒,与通过电容-电压 (C – V) 分析推断出的势垒相似。通过 C-AFM 获得的局部 IV 曲线显示了电流传导开始点的不均匀分布,这又类似于在宏观肖特基二极管中观察到的电流传导开始点。最后,在不同温度下获得了在无缺陷区域制造的二极管的反向特性,并通过热电子场发射 (TFE) 模型描述了其行为。
本文描述了n型GaAs衬底的晶体取向对在不同n型GaAs衬底取向(即(100)、(311)A和(311)B GaAs面)上生长的厚度为120nm的磺化聚苯胺 (SPAN) 薄膜电学性能的影响。利用室温和不同温度(60−360 K)下的电流密度-电压 (J−V) 进行电学表征。从正向J−V特性中提取了理想因子 (n)、肖特基势垒高度 (Φb) 和活化能 (Ea)。从J−V结果可知,SPAN/(311)B GaAs混合器件在0.5 V时的整流值高于在(100)和(311)A GaAs面上生长的SPAN的整流值。此外,随着这三个异质结器件的温度升高,Φ b 的值增加,n 下降,E a 上升。E a 测量表明,SPAN/(311)B n 型 GaAs 异质结构的 E a 低于在 (100) 和 (311)A n 型 GaAs 平面上生长的 SPAN 样品。这可能与 SPAN/(311)B 中的缺陷数量低于其他两个样品有关。这些结果使得在高指数 GaAs 平面上生长的厚度为 120 nm 的 SPAN 成为未来器件应用的有趣混合器件。
摘要—本文报告了一项综合研究,该研究优化了使用镍、钛和钼接触金属制成的 3.3 kV 结势垒肖特基 (JBS) 二极管的 OFF 和 ON 状态特性。在此设计中,使用与优化终端区域相同的植入物来形成 JBS 有源区域中的 P 区。P 区的宽度和间距各不相同,以优化器件的 ON 和 OFF 状态。所有测试的二极管均显示出高阻断电压和理想的开启特性,最高额定电流为 2 A。然而,发现漏电流和肖特基势垒高度 (SBH) 与肖特基与 p + 区域的比例成比例。没有 p + 区域的全肖特基和具有非常宽肖特基区域的肖特基具有最低的 SBH(Ni 为 1.61 eV、Mo 为 1.11 eV、Ti 为 0.87 eV)和最高的漏电流。肖特基开口最小(2μm)的二极管具有最低的关断状态漏电,但它们受到周围 p + 区域的严重挤压,从而增加了 SBH。性能最佳的 JBS 二极管是间距最窄的 Ni 和 Mo 器件,p + 植入物/肖特基区域均为 2μm 宽。这些器件提供了最佳的平衡器件设计,具有出色的关断状态性能,而肖特基比保证了相对较低的正向压降。
摘要:近年来,硅 (Si) 基肖特基结光电极在光电化学 (PEC) 水分解中引起了广泛关注。要实现高效的 Si 基肖特基结光电极,关键挑战是使光电极不仅具有较高的肖特基势垒高度 (SBH) 以得到高光电压,而且还要确保高效的电荷传输。在本文中,我们提出并展示了一种通过金属硅化结合掺杂剂偏析 (DS) 来制造高性能 NiSi/n-Si 肖特基结光阳极的策略。金属硅化产生的光阳极具有高质量的 NiSi/Si 界面而没有无序的 SiO 2 层,从而确保了高效的电荷传输,从而使光阳极获得了 33 mA cm − 2 的高饱和光电流密度。随后的 DS 通过在 NiSi/n-Si 界面引入电偶极子,使光阳极具有 0.94 eV 的高 SBH。结果,实现了 1.03 V vs RHE 的高光电压和有利的起始电位。此外,NiSi 的强碱性腐蚀抗性还使光阳极在 1 M KOH 中的 PEC 操作期间具有高稳定性。我们的工作提供了一种通用策略来制造金属-硅化物/Si 肖特基结光电极,以实现高性能 PEC 水分解。关键词:硅、金属硅化、掺杂剂偏析、光阳极、水分解■ 介绍