金属2半导体超晶格中界面电荷的生成机理3.PDF

第 53 卷 第 9 期 2004 年 9 月 物 　理 　学 　报 Vol. 53 ,No. 9 ,September ,2004 ( ) 10003290200453 09 292506 ACTA PHYSICA SINICA 2004 Chin. Phys. Soc. 金属半导体超晶格中界面电荷的生成机理 李书平 　王仁智 ( 厦门大学物理学系 ,厦门　361005) ( ) 2003 年 12 月 16 日收到;2004 年 1 月 12 日收到修改稿 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 　　采用 LMTOASA 能带计算方法 ,研究 Si2 3 2Al 6 001 , Ge2 3 2Al 6 001 , Ge2 3 2Au 6 001 和 Ge2 3 2Ag 6 (001) 超晶格中半导体界面电荷 Qss 的生成机理 ,结果发现 ,金属半导体相互接触时 ,接触界面处半导体原子与金属 原子之间发生价电子重新分布和转移 ,导致半导体表面原子层偏离电中性而呈现出半导体界面净电荷 Qss . 该界面 电荷 Qss 的生成与 Tung 新近提出的金属半导体界面化学键的“化学键极化”模型物理实质大致相同 ,两者都能说明 ( ) 界面处金属原子和半导体原子整齐排列为单晶 不涉及半导体表面态 的 Schottky 势垒中仍然会生成界面电荷. 关键词 : Schottky 势垒 , 界面电荷 PACC : 3120A , 7115A , 7125 模型以来 ,在许多的研究中 ,例如表面态[2 ,3 ] 、金属诱 ( ) [4 ] [5 ] 1 引 言 导表面态 MIGS 、和无序引入隙间态 和缺陷 [6 ] 态 等研究工作 ,都是基于传统的表面态费米能级 在 Schottky 和Mott [1] 最早金属半导体接触势垒 “钉扎”模型. 模型中 ,没有考虑到半导体界面电荷 Qss 的作用 ,不 其二是近期 Tung[7 ] 在研究中对半导体界面电 能说明接触势垒高度几乎与金属功函数无关的许多 荷 Qss 的生成提出一种新看法. Tung 考虑到半导体 [2 ] 表面存在大量的悬挂键 ,将金属半导体接触界面处 实验结果. 随后Bardeen 提出 计及界面电荷作用的 费米能级“钉扎”模型 ,解释了 Schottky 势垒高度不