First-Principles Theory for Schottky Barrier Physics
我们发展了肖特基势垒物理的第一性原理理论。泊松方程的解决完全自洽的静电电荷密度和正常的密度泛函理论（DFT）的电子结构迭代循环之外，允许计算肖特基势垒完全从DFT涉及在半导体中的数千个原子层。体中的感应电荷包括来自掺杂和能带弯曲的导带和价带电荷，以及来自半导体带隙中的倏逝态的电荷。肖特基势垒高度是在感应电荷密度和感应静电势达到自洽时确定的。
2021-05-03 cond-mat.mtrl-sci
On the Origin of Schottky Barriers in GaAs(110):Au contacts
本文利用GaAs（110）：Au肖特基接触的扫描隧道谱研究了GaAs（110）：Au肖特基接触的空间电荷层和界面区的深度特性。
2003-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of Polarization Fatigue in BiFeO3: the Role of Schottky Barrier
利用压电力显微镜和扫描Kelvin探针显微镜研究了不同电极结构的BiFeO 3平面电容器的畴结构演化和空间电荷分布。据观察，在薄膜/电极界面的电荷注入导致域钉扎和极化疲劳BiFeO 3。此外，界面处的肖特基势垒对于电荷注入过程至关重要。通过使用低功函数金属作为电极来降低肖特基势垒也可以改善器件的疲劳特性，这与氧化物电极可以实现的特性类似。
2013-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Schottky barrier at MoS2|metal contacts by inserting a BN monolayer
制作与二维半导体MoS 2的金属接触而不产生肖特基势垒是一个挑战。使用密度泛函计算，我们表明，虽然肖特基势垒的电子服从肖特基-莫特规则的高功函数（$\gtrsim 4.7$ eV）的金属，费米能级被钉扎在0.1-0.3 eV以下的导带边缘的低功函数金属的二硫化钼，由于金属-二硫化钼相互作用。在金属和MoS 2之间插入氮化硼（BN）单层破坏了这种相互作用，并恢复了MoS 2的电子结构。此外，BN层使Co和Ni的金属功函数降低了$\sim 2$ eV，并且能够使费米能级与MoS 2导带对齐。通过吸附单个BN层的表面改性是实现肖特基势垒高度消失的实用方法。
2015-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nanotubes as Schottky Barrier Transistors
我们表明，碳纳米管晶体管作为非常规的“肖特基势垒晶体管”，其中晶体管的动作发生主要是通过改变接触电阻，而不是沟道电导。晶体管的特性计算为理想化和现实的几何形状，和缩放行为的证明。我们的结果解释了各种实验观察结果，包括掺杂和吸附气体的截然不同的影响。电极的几何形状被证明是至关重要的良好的设备性能。
2002-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Orientation dependence of the Schottky barrier height for La$_0.6$Sr$_0.4$MnO$_3$/SrTiO$_3$ heterojunctions
报道了半金属铁磁体La $_0.6$ Sr $_0.4$ MnO $_3$（LSMO）和Nb掺杂SrTiO 3半导体之间异质结肖特基特性的晶体学取向依赖性。由原位光电子能谱测量确定的肖特基势垒高度与衬底取向（001）和（110）无关，而LSMO（110）薄膜的磁性能比（001）薄膜的磁性能增强。这些结果表明，使用（110）取向的衬底可以提高基于铁磁锰氧化物的磁性器件的性能。
2009-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetodielectric Coupling in Nonmagnetic Au/GaAs:Si Schottky Barriers
我们报道了一个迄今未被注意到的巨大的负磁电容（>20%），我们归因于一个磁场诱导的浅施主Si杂质原子的结合能增加的非磁性Au/GaAs：Si肖特基势垒。耗尽电容（Cdep）色散识别引起电离杂质的磁场依赖性密度的杂质电离和捕获过程。内部光电发射实验证实，从1/Cdep^2与电压的关系测量中推断出的内建电势的大的场致位移不是由于场依赖的肖特基势垒高度，因此需要对突变结近似进行修改，以解释所观察到的磁介电耦合。
2009-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Importance of Schottky barriers for wide-bandgap thermoelectric devices
热电器件的开发不仅面临优化塞贝克系数、活性物质的导电性和导热性的挑战，而且还面临从热电材料到实际器件的进一步瓶颈，例如，热接触处的掺杂剂扩散。我们发现，对于大带隙热电器件，另一个方面可以显着降低器件的效率：肖特基势垒的形成。了解了这种效应，就可以通过双金属接触解决方案相当便宜地固定它。
2018-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Ideality factor in transport theory of Schottky barrier diodes
利用平面小波二次量子化表示，在全量子力学水平上发展了一种空间非均匀系统电子性质的微观多体输运方法。得到了电流密度由统计平均的微观极化决定，并依赖于载流子的量子化位置和量子化动量。电子的分布函数包括通过漂移、扩散和电子发射的多体效应以及通过肖特基势垒的完全量子力学隧穿。研究了半导体层厚度、中性区弛豫时间、耗尽层弛豫时间、肖特基势垒宽度和平均自由程对电流-电压关系的影响。理想因子是外加电压的函数，取决于肖特基势垒宽度和耗尽层宽度之间的关系。I-V特性获得欧姆特性的值取决于半导体的参数。
2012-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Modiffied Schottky emission to explain thickness dependence and slow depolarization in BaTiO$_3$ nanowires
我们调查的起源，退极化率的吸附物稳定的铁电线。通过应用密度泛函理论计算和解析建模，我们证明了退极化是由于表面吸附物上储存的电荷泄漏所致，这些电荷在极化稳定中起着重要作用。退极化速度随厚度和温度变化，遵循几个复杂的趋势。提出了一个综合考虑量子隧穿、肖特基发射和温度依赖的电子迁移率的物理模型。该模型模拟了实验结果，验证了物理机制。我们还期望这种改进的隧穿-肖特基发射模型可以应用于预测不同厚度和温度的各种铁电材料的极化保留时间和漏电流。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci
A Transport Analysis of the BEEM Spectroscopy of Au/Si Schottky Barriers
本文用弹道电子发射显微术（BEEM）系统地研究了Au/Si（100）和Au/Si（111）肖特基势垒在不同金属层厚度和不同温度下的输运特性。结果表明，现有的实验数据与最近预测的能带结构诱导的非正向电子通过Au（111）层的传播是兼容的。
1997-10-15 cond-mat.mtrl-sci
The effects of interface morphology on Schottky barrier heights: a case study on Al/GaAs(001)
本文从Al/GaAs的第一性原理计算出发，重新讨论了半导体-金属接触的费米能级钉扎问题。我们给出了定量的证据表明，肖特基势垒高度是非常小的影响，由任何金属侧的结构扭曲-包括金属-半导体键（即界面应变）的伸长-而它强烈地依赖于半导体侧的界面结构。这些研究结果的理由给出的离子有效电荷所产生的界面偶极子。
1997-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature tunneling current enhancement in silicide/Si Schottky contacts with nanoscale barrier width
研究了硅化物/Si肖特基接触在掺杂偏析和非掺杂偏析情况下的低温电学行为。的电特性是非常好的模拟由非隔离接触微米级的间隙分开的超声波场发射。尽管如此，当施加到器件的电压足够高时，对于短接触分离或掺杂剂隔离接触，在低温下会出现过量电流。从二维自洽非平衡格林函数模拟，肖特基势垒轮廓上施加的电压，在通常的超声波场发射模型中未占的依赖性，被发现是这种偏差的来源。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Using atom probe tomography to understand Schottky barrier height pinning at the ZnO:Al / SiO2 / Si interface
我们利用电子输运和原子探针层析技术研究了轻掺杂n型和p型Si上的ZnO：Al / SiO2 / Si肖特基结。我们通过两个数量级改变ZnO：Al薄膜中的载流子浓度，但肖特基势垒高度保持不变，与金属/ Si结中的费米能级钉扎一致。原子探针断层扫描显示，Al偏析的界面，使在交界处的ZnO：Al很可能是金属，即使当大部分的ZnO：Al膜是半导体。我们假设费米能级钉扎与掺杂ZnO中的绝缘体-金属转变有关，并且控制这种转变可能是取消氧化物/ Si肖特基结中费米能级钉扎的关键。
2015-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin transport in a metal-semiconductor heterostructure with double Schottky barriers
本研究建模Fe/GaAs铁磁-半导体结，将界面表示为含肖特基势垒的多层结构，并数值计算Fe/GaAs/Fe双势垒的电流-电压特性及GaAs层自旋电流，结果与实验吻合。
2014-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier lowering with the formation of crystalline Er silicide on n-Si upon thermal annealing
研究了Er硅化物与n-Si接触的肖特基势垒高度（SBH）随退火温度的变化规律。在450 ℃时，发现SBH从沉积态样品的0.43 eV显著下降到其最低值0.28 eV。通过X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和X射线光电子能谱学，SBH的降低被证明与晶体ErSi 2-x的逐步形成有关。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier heights at polar metal/semiconductor interfaces
用第一性原理赝势方法研究了Al/Ge，Al/GaAs，Al/AlAs和Al/ZnSe（100）突变结的肖特基势垒高度，以及它们与半导体化学成分和表面终止的关系。线性响应理论的基础上开发的模型，它提供了一个简单的，但准确的描述与半导体的化学成分的势垒高度的变化。发现的阴离子的势垒值比阳离子终止的表面解释在屏蔽的极性半导体表面的电荷和其在金属表面的图像电荷。原子尺度的计算表明，如何经典的图像电荷的概念，有效的电荷放置在距离金属很大的距离，延伸到比金属诱导的间隙状态的衰变长度短的距离。
2003-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Very low effective Schottky barrier height for erbium disilicide contacts on n-Si through arsenic segregation
本文研究了As ~+离子注入在n-Si衬底上沉积的薄Er膜中形成ErSi ~（2-x）后的分凝现象。在中等退火温度下获得的有效肖特基势垒高度（SBH）低于0.12 eV的相同的降低，无论在ErSi 2-x/Si界面的As掺杂剂的再分配。另一方面，如果注入剂量略有提高，达到低于0.12 eV有效SBH所需的退火温度可以进一步降低。该工艺能够形成具有低热预算的非常低效率的SBH ErSi 2-x/n-Si接触。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of a 600V/20A 4H-SiC Schottky Barrier Diode
研制了600 V/20 A 4 H-SiC肖特基势垒二极管（SBD），研究了关键工艺步骤，特别是肖特基接触形成前后对SBD电学性能和长期可靠性的影响。结果表明，经470 ℃氢气氛退火10 min，离子激活后立即进行牺牲处理的4 H-SiC SBD在额定电流为20 A时具有较低的正向压降（VF），较高的阻断电压（800 V）和很短的反向恢复时间（17.5ns）。尽管有苛刻的反向偏置条件和温度，长期的可靠性测试表明，在正向电压降和反向漏电流（IR）的变化为0.7%和8.9%，阻断电压提高。这是由于钝化层和SiC之间的稳定界面，这是由老化引起的。
2014-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Extraction of the Schottky parameters in metal-semiconductor-metal diodes from a single current-voltage measurement
为了从单个电流-电压（I-V）特性曲线中提取两个固有肖特基接触的参数，采用电子发射模型，对具有非对称肖特基势垒高度的金属-半导体-金属（MSM）二极管的I-V特性进行了理论研究. MSM二极管结构通常使用，因为MS二极管的电气特性需要额外的MS接口。有限的电荷注入势垒通常形成在附加界面处。当一个MSM二极管的I-V特性的一阶导数中检测到局部极大值时，可以使用该方法提取肖特基接触的参数、两个MS界面的零偏势垒高度、MSM二极管的串联电阻以及具有更高势垒的MS二极管的有效理想因子。
2014-11-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles studies of Schottky barriers and tunneling properties at Al(111)/Si(111) and CoSi$_2$(111)/Si(111) interfaces
本研究通过第一性原理计算两种硅基量子比特相关界面的结构、形成能与肖特基势垒，结合WKB隧穿模型估算约瑟夫森临界电流，明确了势垒厚度与量子比特频率的关系及临界电流密度的变化规律。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of the Transport Process Providing Spin Injection through an Fe/AlGaAs Schottky Barrier
通过反向偏压Fe/AlGaAs肖特基接触的电注入，在GaAs量子阱中获得了32%的电子自旋极化。使用Rowell标准的传输数据的分析表明，单步隧穿是占主导地位的传输机制。的电流-电压数据显示了一个明确的零偏置异常和声子签名对应的GaAs类和AlAs类的光电子声子模式的AlGaAs势垒，提供了进一步的证据隧穿。这些结果提供了几个理论分析的实验确认，表明隧穿使显着的自旋注入从金属到半导体。
2003-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Edge-induced Schottky barrier modulation at metal contacts to exfoliated molybdenum disulfide flakes
从层状过渡金属二硫属化物如二硫化钼（MoS 2）获得的超薄二维半导体有望用于最终规模超过Si的晶体管。虽然半导体沟道的缩短被广泛研究，但是沟道的变窄（这对于缩小晶体管也应该是重要的）迄今为止被研究到较小的程度。在这项研究中，缩小机械剥离的二硫化钼薄片的影响进行了研究，根据在Cr/Au接触的沟道宽度依赖的肖特基势垒高度。窄的通道被发现具有较高的肖特基势垒高度，这是由于边缘诱导带弯曲的MoS 2。较高的势垒高度使晶体管性能降低，因为电极接触电阻较高。基于泊松方程的理论分析表明，边缘诱导效应可以通过高掺杂杂质浓度来缓解，但由于杂质诱导的电荷载流子迁移率退化，这种策略应限于大约0.7微米的沟道宽度。因此，在边缘处悬挂键的适当终止对于分层半导体的积极缩放是必要的。
2016-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the parameters of semiconducting CdF2:In with Schottky barriers from radio-frequency measurements
通过测量肖特基势垒样品在频率10 - 10^6 Hz范围内的射频响应，确定了掺In半导体CdF_2晶体的物理性质。通过对样品复阻抗的频率依赖性进行等效电路分析，得到了CdF_2的直流电导率、两性杂质的激活能和活性In离子的总浓度。动力学系数确定的深和浅的状态之间的In杂质和这些状态之间的势垒高度的热诱导的过渡从依赖于时间的射频响应后，照射的材料。对CdF_2：In的低频电导率的测量结果与亚毫米波（10^{11}-10 ^{12} Hz）测量结果和未掺杂CdF_2的室温红外测量结果进行了比较。具有肖特基势垒的半导体样品的低频阻抗测量被证明是研究半导体物理性质的一个很好的工具。
2001-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Phase-Space Ab-Initio Direct and Reverse Ballistic-Electron Emission Spectroscopy: Schottky Barriers Determination for Au/Ge(100)
本文发展了一种计算金属-半导体界面弹道电子发射谱电流-电压I（V）的相空间从头计算方法。我们考虑直接偏置（$V>0$）时电子注入导带和反向偏置（$V<0$）时空穴注入价带或二次俄歇电子注入导带。这里，需要半导体反型层（跨越数百埃）的从头计算描述。这样的形式主义是有帮助的肖特基势垒，金属-半导体整流接口的关键技术特性，得到无参数的最佳拟合值。我们已经应用该理论来表征Au/Ge（001）界面;发现电子注入到导带中的双势垒--无论是直接注入还是由俄歇过程产生的--而对于注入到价带中的空穴，只确定了单个势垒。
2022-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Metal induced gap states and Schottky barrier heights at non-reactive GaN/noble metal interfaces
我们提出了非反应性N-终止[001]有序GAN/Ag和GAN/Au界面的从头局部密度FLAPW计算，并将结果（如金属诱导的间隙状态和肖特基势垒高度）与GAN/Al的结果进行比较，以了解相关的电子性质对沉积金属的依赖性。结果表明，带隙态密度仅在靠近界面的第一半导体层中才是可观的。在半导体侧的带隙态的衰减长度约为2.0 $\pm$ ± 0.1 $\:$，并且与沉积的金属无关，因此在很大程度上是GAN的体特性。我们计算出的肖特基势垒高度值为$Φ_{B_p}(GaN/Ag)$ = 0.87 eV和$Φ_{B_p}(GaN/Au)$ = 1.08 eV;这两个值都小于GAN/Al值（$Φ_{B_p}(GaN/Al)$ = 1.51 eV），并且这个相当大的值范围排除了GAN带隙内费米能级钉扎的可能性。由于GAN中的低屏蔽，结处的势垒受到界面处的第一金属层的结构布置的强烈影响。这导致肖特基势垒高度作为金属的函数的相当大的变化，与GaAs/金属界面的行为相反。
2000-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Boron-related defects in n-type 4H-SiC Schottky barrier diodes
本文通过少数载流子瞬态谱研究了n型4H-SiC肖特基二极管中硼相关缺陷，发现高浓度硼引入深能级缺陷但未恶化器件电学特性。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Current transport in Ni Schottky barrier on GaN epilayer grown on free standing substrates
该研究结合 TEM、C-AFM、变温 I-V/C-V 表征 Ni/GaN 垂直肖特基二极管，揭示自支撑 GaN 外延层中势垒高度的非均匀性，并以 TFE 模型解释无缺陷区反向输运。
2023-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of magnetization in Pd(100) ultrathin films with quantum well structure using modification of Schottky barrier potentials
通过改变量子阱的量子态，利用外加偏压对Pd（100）Pd薄膜的磁化强度进行了调控。Pd/SrTiO $_{3-x}$ /Ti/Au的磁矩电压依赖性本质上取决于Pd膜的厚度。磁矩的感应变化是由于Pd薄膜和半导体SrTiO $_{3-x}$衬底之间的界面处的相移的调制。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Modified Mott-Schottky Analysis of Nanocrystal Solar Cells
采用Mott-Schottky分析法测定了硫化铅-氧化锌胶体量子点异质结太阳电池的内建偏压（Vbi）和掺杂浓度（N）。我们发现，在太阳能电池的电极的电荷注入势垒创建一个恒定的电容，扭曲结的耗尽电容，并导致错误的Vbi和N值时，通过莫特-肖特基分析确定。注入势垒电容是考虑到将一个恒定的电容与耗尽电容并联。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent Schottky barriers and vacancy-induced spin-selective Ohmic contacts in magnetic vdW heterostructures
二维铁磁体CrX 3（X=Cl，Br，I）为基础物理和器件应用提供了新的平台，因而受到广泛关注。将CrX 3与其他电极和衬底集成是实现其器件的重要步骤。因此，了解CrX 3与其他2D材料之间的界面特性非常重要。作为一个说明性的例子，我们已经从第一性原理研究了CrX 3和石墨烯（CrX 3/Gr）之间的异质结构。在CrX 3/Gr中，我们发现了具有强烈自旋相关势垒的独特肖特基接触类型，这可以通过CrX 3半导体能带的交换分裂和层间电荷转移之间的协同效应来理解。肖特基势垒的自旋不对称性会导致上下自旋电子的隧穿速率不同，从而产生自旋极化电流，即自旋过滤器效应。此外，通过在CrX 3/Gr中引入X空位，在自旋向上方向上形成欧姆接触。它可以增强自旋上电子的输运，改善SF效应。我们的系统研究揭示了CrX 3/Gr独特的界面性质，为理解和设计基于磁性vdW异质结的自旋电子学器件提供了理论依据。
2020-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Efficient nonlinear room-temperature spin injection from ferromagnets into semiconductors through a modified Schottky barrier
我们提出了一个从铁磁体（FM）到半导体（S）自旋注入的自洽微观理论。描述了电子通过带有重掺杂界面S层的改进FM-S肖特基势垒的隧穿和发射。我们计算了这种反向偏置FM-S结的非线性自旋选择特性、非线性I-V特性、电流饱和和自旋积累。我们发现，自旋极化的电流，自旋密度，和穿透长度增加的总电流，直到饱和。我们发现最有效的自旋注入的条件，这是相反的结果，以前的作品，因为本理论建议使用轻掺杂电阻半导体。结果表明，在室温和低电流密度下，非简并高阻半导体中电流和电子的最大自旋极化（自旋积累）可以接近100%。
2004-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Schottky-barrier induced spin dephasing in spin injection
用系综蒙特卡罗方法研究了铁磁-半导体肖特基结中的自旋注入。结果表明，肖特基势垒诱导的电场局限在耗尽区，并与注入方向平行，是非常大的。由于Rashba效应，该电场可以感生有效的磁场，并且引起强的自旋退相。
2005-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Suppressing The Ferroelectric Switching Barrier in Hybrid Improper Ferroelectrics
将铁电材料集成到新的技术应用中需要低矫顽场材料，因此需要降低铁电开关势垒的设计策略。在第一性原理的研究中，我们发现，双轴应变，这对铁电基态有很强的影响，也可以用来调整混合不当铁电Ruddlesden-Popper氧化物的开关势垒。我们确定的应变-公差因子相图的区域中，这种内在的障碍被抑制，并表明，它可以被解释为应变诱导的相变到非极性相。
2020-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the p-type Schottky barrier in 2D metal/semiconductor interface: boron-sheet/\mose, and /\wse
用第一性原理计算研究了二维金属/半导体范德华异质结的电子和结构性质。我们考虑了最近合成的硼化物[Science { \bf 350}，1513（2015）]和平面硼片（S1和S2）[Nature Chemistry { \bf 8}，563（2016）]作为2D金属层，以及过渡金属二硫属化物（TMDC）\mose和\wse作为半导体单层。我们发现，这些2D金属/半导体异质结的能量稳定性主要是由vdW相互作用，然而，化学相互作用也发生在硼化物/TMDC。在金属/半导体界面处的电子电荷转移已经被映射，在那里我们发现从TMDC到硼片的净电荷转移。进一步的电子结构计算表明，由平面硼片S1和S2组成的金属/半导体界面呈现出p型肖特基势垒，其可以在外部电场下被调谐为p型欧姆接触。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of the leakage current in epitaxial diamond Schottky barrier devices by conductive-probe atomic force microscopy and Raman imaging
利用导电探针原子力显微镜（CP-AFM）和共焦显微拉曼/光致发光（PL）成像分析技术，对几种垂直型金刚石肖特基器件的高漏电流来源进行了研究。在样品表面的几个不同区域中，已经确定了局部电阻相对于其紧密周围强烈降低（5-6个数量级下降）的局部区域。同样的局部区域，也称为电热点，揭示了一个轻微约束的金刚石晶格和三个主要的拉曼波段在低波数区（590，914和1040 cm-1）。后面这些带通常被分配到涉及硼杂质及其可能的络合物的振动模式，这些络合物可以作为载流子的陷阱。在热点进行的局部电流-电压测量指出，陷阱填充限制（TFL）电流作为主要的导电机制，有利于在肖特基器件的漏电流。
2014-04-05 cond-mat.mtrl-sci
A k-space transport analysis of the BEEM spectroscopy of Au/Si Schottky barriers
研究了Au（111）/Si（100）和Au（111）/Si（111）界面冲击势垒的弹道电子发射显微术（BEEM）的空间分辨率问题。格林函数和k空间集成蒙特卡罗技术的一种新的组合被用来获得新的见解STM尖端诱导的电子在其通过金属层之前到达金属-半导体界面的空间和能量的演变。特别是，它示出了如何带结构诱导的电子定向聚焦的效果强制执行现有的实验数据的重新解释。
1997-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation and decay in magnetic Schottky barriers
电荷和自旋输运的理论在正向偏置肖特基势垒揭示的特性和实验相关的功能。发现电导失配增强了半导体中电流引起的自旋不平衡。的GaAs| MnAs界面电阻是由Stephens等人的磁场依赖的克尔旋转实验的分析得到的，并与本征界面的第一性原理计算进行了比较。随着电流偏置的增加，界面的透明度增长的理论值，反映了越来越有效的肖特基势垒屏蔽。
2005-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneity in barrier height at graphene/Si (GaAs) Schottky junctions
与半导体接合的石墨烯形成具有整流特性的肖特基结，然而，经常观察到肖特基势垒高度的波动。在这项工作中，肖特基结的制造通过转移化学气相沉积单层石墨烯到n型Si和GaAs衬底。在215 ~ 350 K温度范围内，通过电流-电压测量，得到了势垒高度和理想因子随温度的变化关系。随着温度的升高，两个结的零偏势垒高度增加，理想因子减少。这种行为是由于势垒的不均匀性，所产生的界面状态所揭示的扫描隧道显微镜/光谱。假设势垒高度的高斯分布，对于石墨烯Si和GaAs结分别发现1.14（+/-）0.14eV和0.76（+/-）0.10eV的平均值。这些研究结果提供了深入了解的势垒高度的不均匀性，在石墨烯为基础的肖特基结，石墨烯与Si和GaAs器件架构的集成至关重要。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical insights for Improving the Schottky-barrier Height at the Ga$_2$O$_3$/Pt Interface
在这项工作中，我们研究的肖特基势垒高度（SBH）之间的$β$ -Ga $_2$ O $_3$和铂，下一代的高功率和高温电子器件的一个非常重要的系统的结。具体而言，我们得到界面原子结构在不同的方向，使用我们的结构匹配算法和计算它们的SBH使用电子结构计算的基础上混合密度泛函理论。发现铂的取向和应变对势垒高度的影响很小。与此相反，我们发现，分解水（H.OH），这可能是目前在界面处从Ga $_2$ O $_3$基板制备，具有强烈的影响SBH，特别是在（$\overline{2}$ 01）取向。SBH的范围可以从原始界面的$\sim$ 2 eV到完全H.OH覆盖的几乎为零。该结果表明，对于Ga $_2$ O $_3$（$\overline{2}$ 01）/Pt结，使用可以减少界面处吸附水的量的衬底制备方法，可以实现$\sim$ 2~eV的SBH。
2022-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Degradation of 2.4-kV $Ga_{2}O_{3}$ Schottky Barrier Diode at High Temperatures up to 500 °C
本研究制备了带场板与复合介质层的2.4 kV Ga₂O₃肖特基势垒二极管，分析了25-500℃下的电学性能与退化机制，发现高温后击穿电压大幅下降，明确了不同温区的漏电主导机制。
2025-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier formation and band bending revealed by first principles calculations
通过对肖特基二极管原型的从头算模拟和模型分析，从原子学角度研究了金属与n型半导体界面处势垒的形成和能带弯曲，与金接触的铌掺杂的金红石二氧化钛（Au/Nb：TiO $_2$）。发现局部肖特基势垒高度在0和1.26 eV之间变化，这取决于掺杂剂的位置。能带弯曲是由界面和掺杂剂位点之间的掺杂剂诱导的偶极场引起的，而原始Au/TiO $_2$界面没有显示出任何能带弯曲。这些发现为金属-半导体纳米结构中肖特基势垒和光捕获的原子尺度优化提供了可能性。
2015-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Electrostatic Origin of Schottky-Barrier Variability in 2D Contacts
Institute of High Performance Computing (IHPC), Agency for Science, Technology；Research (A STAR), 1 Fusionopolis Way, \#16-16 Connexis, Singapore, 138632, Republic of Singapore
研究二维接触中肖特基势垒变化，基于密度泛函理论计算，建立非局部静电模型，解释了其长期变化，确立边缘近端缺陷介导的非局部静电为二维接触载流子注入关键机制。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin Injection Enhancement Through Schottky Barrier Superlattice Design
我们预测，使用基于InAs/AlSb超晶格的工程肖特基势垒，可以实现从磁性金属到InAs基半导体的高效室温自旋注入。大多数金属的肖特基势垒对于InAs是负的，对于AlSb是正的。对于这样的金属，存在InAs/AlSb超晶格，其导带边缘与金属的费米能完全对准。初始AlSb层可以生长到产生期望的界面电阻所需的厚度。我们表明，这种超晶格的电导率和自旋寿命是足够高，允许有效的自旋注入铁磁金属。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Structure, Band Offsets, Substitutional Doping, and Schottky Barriers in InSe
本文采用密度泛函理论对层状半导体InSe的电子结构进行了全面的研究。我们计算了单层和块体材料的能带结构，并利用杂化泛函修正了带隙。单层的带隙为2.4 eV。带边态是令人惊讶的各向同性。然后计算异质结构的电子亲合势和能带偏移，如将用于隧道场效应晶体管（TFFET）。InSe的电离电势相当大，类似于HfSe 2或SnSe 2的电离电势，因此InSe适合用作TFET中的漏极。然后计算本征缺陷。对于富Se层，Se吸附原子是能量最低的缺陷，而对于富In层，In吸附原子在大部分带隙中对于费米能是最稳定的。替代施主和受主计算是浅的，而不是重建。最后，发现金属的肖特基势垒被强烈钉扎，费米能级被金属诱导的间隙态钉扎在价带边缘以上约0.5 eV。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Exchange-Correlation Functionals on Schottky Barriers at Si/Metal Interfaces
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文通过系统评估不同交换关联泛函和参考协议，揭示了界面与体参考计算的一致性对肖特基势垒预测精度的关键作用，提出混合方法提升预测性能。
2026-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Large Family of Two-Dimensional Ferroelectric Metals Discovered via Machine Learning
铁电性和金属性通常被认为是不共存的，因为导电电子会屏蔽静态的内部电场。1965年，Anderson和Blount提出了“铁电金属”的概念，但直到最近才报道了非常罕见的铁电金属。在这里，通过将高通量从头计算和数据驱动的机器学习方法与新的基于电子轨道的描述符相结合，我们系统地研究了一个大家族（2，964）的二维（2D）磷酸盐，并发现了60个具有面外极化的稳定铁电体，包括16种铁电金属和44种包含7种多铁性的铁电半导体。铁电性起源于双金属原子的反向位移引起的自发对称性破缺，全d轨道钴金属元素引起的位移和极化比其他元素大。对于2D铁电金属，没有自旋极化的每个晶胞中的奇数电子可能导致费米能级附近的半充满能带，并负责金属性。结果表明，导电电子主要在二维层的单面上运动，而离子和电对极化的贡献都来自另一面，并垂直于上述层，从而导致金属性和铁电性共存。基于铁电金属的范德华异质结构可以改变肖特基势垒高度或肖特基欧姆接触类型，并引起其垂直输运性质的显著变化。我们的工作极大地扩展了二维铁电金属的家族，并将刺激对二维铁电金属的进一步探索。
2020-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier lowering due to interface states in 2D heterophase devices
金属-半导体结的肖特基势垒是影响晶体管中电荷输运的关键参量之一。肖特基势垒的高度取决于几个因素，如功函数差，局部原子配置在界面上，和杂质掺杂。我们表明，也在2D金属-半导体结的界面态的存在下，可以引起一个大的重整化的有效肖特基势垒的电流的温度依赖性确定。采用量子输运从头计算方法研究了n掺杂和p掺杂单层MoTe $_2$ 1 T '-1H结中的电荷输运.肖特基势垒的提取都从投影态密度和透射谱，并通过模拟IT特性，并应用电子发射模型。与费米能级钉扎现象相反，我们发现界面态起源于金属1 T '相而不是半导体1H相。此外，我们发现，这些界面状态介导大的隧穿电流占主导地位的电荷传输，可以降低有效势垒的值只有55毫电子伏。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky Barrier Heights of Defect-free Metal/ZnO, CdO, MgO and SrO Interfaces
用密度泛函超原胞方法研究了ZnO、CdO、MgO和SrO与不同金属和不同终端的无缺陷界面的肖特基势垒高度。氧化物带校正其密度泛函带隙误差通过应用U-型处理其金属-d和O-p状态在必要时。发现p型SBH随着金属功函数的增加而线性减小。对于每种氧化物，非极性和极性界面的钉扎因子S相似。S被认为是0.26，0.56，0.74和0.96，分别为CdO，ZnO，MgO和SrO，随着S的增加，增加的氧化物离子性。计算出的钉扎因子与金属诱导能隙态（MIGS）模型的电离度和介电常数的变化基本一致。一个显着的移位SBH从非极性的极性界面的0.4 eV，1 eV和0.5 eV的ZnO，MgO和SrO，分别可以解释由界面偶极子。我们的结果也适用于描述Co，Fe|磁性隧道结中的MgO界面。
2021-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical properties of inhomogeneous tungsten carbide Schottky barrier on 4H-SiC
本文研究了碳化钨（WC）在4 H-SiC上的肖特基势垒的电学行为。首先，对一组等效二极管进行正向偏压的统计电流-电压（I-V）分析，显示在700°C退火后势垒高度的对称高斯分布，其中测得低肖特基势垒高度（$Φ$ B=1.05 eV）和理想因子n=1.06。低的势垒高度值使得这样的WC接触成为降低4 H-SiC肖特基二极管中的传导损耗的感兴趣的候选者。通过监测I-V特性的温度依赖性和相关参数$Φ$ B和n的行为，进行了更深入的表征。随着温度的升高，势垒高度增加，理想因子减小，表明WC/4 H-SiC肖特基接触存在横向不均匀性，引用Tung模型描述了这种不均匀性。有趣的是，在反向偏压下的漏电流的温度依赖性可以通过考虑在电子场致发射模型中的温度依赖的势垒高度相关的不均匀性来描述。这些结果可用于预测WC/4 H-SiC肖特基二极管在工作条件下的行为。
2020-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electron transport across a metal-organic interface
利用非平衡格林函数和密度泛函理论（NEGF-DFT）模拟了Au（111）-并五苯界面的电子输运，计算了偏压依赖的电子输运.我们发现，电接触电阻主要由在界面处形成的肖特基势垒，并表明，传统的半导体传输模型跨越肖特基势垒需要修改，以描述模拟数据。我们提出了一个传统的肖特基势垒输运模型的扩展，它可以描述我们的模拟结果和合理化最近的实验数据。
2013-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Controllable Schottky Barriers between MoS2 and Permalloy
MoS 2是一种具有强自旋-轨道耦合和长自旋寿命的二维层状材料，在电子学和自旋电子学领域具有广阔的应用前景。然而，由于MoS 2的禁带宽度大，电子亲合势小，在MoS 2与接触金属之间存在相当大的肖特基势垒，阻碍了对MoS 2自旋输运和自旋注入的进一步研究。虽然在改善器件性能方面取得了实质性进展，但金属-半导体肖特基势垒的存在尚未得到充分理解。在这里，我们调查坡莫合金（Py）接触多层和单层二硫化钼。多层MoS 2和Py电极之间形成欧姆接触，具有负肖特基势垒，在低温下产生超过55 cm 2 V-1 s-1的高场效应迁移率。此外，通过施加背栅电压并在金属和单层MoS 2之间插入不同厚度的Al 2 O3层，我们已经实现了肖特基势垒高度的良好可调性（低至零）。这些结果对提高MoS 2晶体管器件的性能具有重要意义，为实现MoS 2的自旋输运和自旋注入打下了基础。
2015-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time dependent changes in Schottky barrier mapping of the W/Si(001) interface utilizing Ballistic Electron Emission Microscopy
W/Si（001）肖特基势垒高度被映射到纳米尺度，使用BEEM在21天内观察界面静电的变化。最初，平均光谱拟合到0.71 eV的肖特基势垒高度，并且图是均匀的，其中98%的光谱能够拟合。在21天之后，平均光谱拟合到0.62 eV的肖特基势垒高度，并且空间图急剧变化，只有27%的光谱能够拟合。透射电子显微镜显示在界面处形成超薄硅化钨，其厚度在21天内增加。这种增加归因于电子散射的增加，并且在BEEM测量中观察到变化。有趣的是，在整个21天期间，在I-V测量中观察到很少或没有变化。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electroresistance effects in ferroelectric tunnel barriers
研究了两金属电极间全耗尽铁电隧道势垒的电子输运特性及其与铁电极化方向的关系。该模型假设一个极化方向依赖的铁电势垒。的传输机制，包括直接隧穿，Fowler-Nordheim隧道和电子注入，被认为是在计算的电阻作为铁电体的势垒特性的函数，由铁电体的属性，势垒厚度，和金属的属性，并反过来的极化方向。对于所有三种输运机制，大的电阻在较厚的膜中是有利的，但以电流密度为代价。然而，在两种传输机制之间切换，即，直接隧穿和Fowler-Nordheim隧穿，通过极化转换产生大的电阻。此外，在优化器件性能的最通用的游乐场被发现是电极性能，特别是屏蔽长度和带偏移与铁电体。
2010-10-06 cond-mat.mtrl-sci
