Steady-State Thermal Analysis of an Integrated 160 GHz Balanced Quadrupler Based on Quasi-Vertical Schottky Diodes
这项工作报告的稳态热分析的160 GHz的平衡四倍，基于准垂直变容二极管肖特基二极管工艺，高功率应用。通过三维有限元法求解热方程对芯片进行了分析。时域热反射（TDTR）用于测量模型中使用的不同材料的热导率。从模拟中发现最大阳极温度为64.9 ℃。增加一个额外的梁引线连接到块上，用于散热，发现将此最高温度降低到41.0 C。
2015-12-08 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
Graphite based Schottky diodes formed on Si, GaAs and 4H-SiC substrates
我们证明了半金属石墨/半导体肖特基势垒的形成，其中半导体是硅（Si），砷化镓（GaAs）或4 H-碳化硅（4 H-SiC）。在室温附近，正向偏置二极管的特性很好地描述了电子发射，和提取的势垒高度，这是由电容电压测量确认，大致遵循肖特基-莫特关系。由于石墨电极的最外层是单个石墨烯片，我们预计石墨烯/半导体屏障将表现出类似的行为。
2009-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Microwave Rectification by a Carbon Nanotube Schottky Diode
碳纳米管肖特基二极管已经在一个全反射过程中使用不同的接触金属高频兼容基板（石英和蓝宝石）。二极管表现出接近理想的性能，整流电流高达100 nA，频率高达18 GHz。的电压和频率依赖性是用来估计结电容的~10-18 F和本征器件的截止频率~400 GHz。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectric Schottky diodes of CuInP$_2$S$_6$ nanosheet
本文利用机械剥离的CuInP$_2$S$_6$纳米片制备金属-铁电半导体-金属异质结构，观察到四种偏压和极化依赖的电阻态，证实了铁电肖特基二极管及其开关行为。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci
A back-to-back diode model applied to MoS2 van der Waals Schottky diodes
本研究提出双肖特基势垒模型，可通过室温两端电流-电压测量从带石墨烯接触的MoS₂晶体管中提取符合肖特基-莫特规则的势垒高度，还能原位调控势垒，验证了背靠背二极管模型对全范德华晶体管二极管特性的表征能力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall 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
Spin accumulation in forward-biased MnAs/GaAs Schottky diodes
我们描述了一种在半导体中电产生自旋极化的新方法。相反，自旋注入的电子隧穿通过反向偏置的肖特基势垒，我们观察到自旋积累在金属/半导体界面的正偏置铁磁肖特基二极管，这是一致的自旋相关的反射关闭接口的理论。时空克尔显微镜被用来成像电子自旋和由此产生的动态核极化，所产生的非平衡载流子极化。
2004-01-12 cond-mat.mes-hall 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
Electrostatic properties and current transport of two-dimensional Schottky barrier diode
最近展示的具有少原子厚度的金属-半导体异质结显示了它们作为未来集成电路和纳米电子学的2D肖特基接触的前景。然而，3D肖特基接触的理论在这些低维系统上失败了。在这里，我们提出了一个新的模型，在平衡条件下，产生载流子分布和电位分布在整个二维金属-半导体异质结，根据第一性原理计算的输入。我们的计算还表明，在相同的正向偏压下，2D石墨烯-磷烯肖特基二极管的堆叠的电流密度可以比传统的3D肖特基二极管的电流密度高一万倍，并且提供更少的能量耗散。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ni Schottky barrier on heavily doped phosphorous implanted 4H-SiC
研究了重掺杂（ND>1019 cm-3）n型磷离子注入碳化硅（4 H-SiC）上Ni肖特基势垒的电学行为，着重研究了正向和反向偏压下的电流输运机制。肖特基二极管的正向电流-电压特性表明，主要的电流传输是一个电子-场致发射机制。另一方面，反向偏置特性不能用唯一的机制来描述。实际上，在适当的反向偏压下，漏电流温度的升高主要是由掺杂引起的损伤引起的，而随着偏压的增加，漏电流温度的升高更接近于纯场致发射机制。讨论了重掺杂层上金属/4 H-SiC接触在实际器件中的潜在应用。
2021-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Voltage control of nuclear spin in ferromagnetic Schottky diodes
我们采用光学泵浦-探测光谱技术研究了MnAs/n-GaAs和Fe/n-GaAs肖特基二极管中自发电子和核自旋极化的电压依赖性。通过超精细相互作用，被铁磁体印记的核自旋极化作为有效磁场作用于传导电子自旋。我们展示了通过改变MnAs设备上的小偏置电压来将该核场从<0.05 kG调谐到2.4 kG。此外，连接之间观察到的二极管导通和印记核极化的发病，而传统的动态核极化表现出相对较小的电压依赖性。
2003-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and Experimental Studies of Schottky Diodes That Use Aligned Arrays of Single Walled Carbon Nanotubes
我们目前的理论和实验研究肖特基二极管，使用单壁碳纳米管阵列对齐。一个简单的物理模型，考虑到电流整流的基本物理，可以充分描述单管和阵列器件。我们表明，作为生长的阵列二极管，整流比，定义的最大-最小电流比，是低的，由于存在的m-SWNT分流。这些管可以在单个电压扫描中被消除，从而产生高整流阵列器件。进一步的分析还表明，沟道电阻，而不是本征的纳米管二极管的属性，限制了整流在器件的沟道长度高达十微米。
2010-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of crystallographic dislocations on the reverse performance of 4H-SiC p-n diodes
定量研究了4 H-SiC p-n二极管中螺位错、基面位错和螺刃位错等晶体学位错缺陷及其在有源区和JTE区的位置对器件反向性能的影响。结果发现，二极管中较高的漏23电流与基面位错有关，而较低的击穿电压归因于24螺旋位错。当位错在活性区中时，上述影响比在JTE区中的25严重。此外，由于闭芯性质，穿透刃位错对p-n二极管的26反向性能的影响不如其他位错严重，尽管其密度高得多。
2010-10-04 cond-mat.mtrl-sci
A new symmetry-based extraction method of Schottky diode parameters from resistance-compensated I-V characteristics
提出了一种新的电阻补偿I-V法，用于提取金属半导体二极管的串联电阻、理想因子、势垒高度和内建电势。我们表明，减少方程所产生的一个独特的，但迄今未报道的对称性的肖特基方程时，它被写为一个常微分方程。尽管激烈的数学理由，我们展示了如何通过一个简单的算法，这个新的方程是直接适用于经验数据集。我们在一个新的Al/p-Si/Bi $_2$ Se $_3$ /Al肖特基二极管上测试了该方法，并与Cheung-Cheung方法在相同的数据上进行了比较。发现串联电阻随施加偏压呈指数变化，其速率常数取决于入射照明。势垒高度随偏压而降低，但与入射照度无关。该方法的结果的趋势与文献一致，并可能产生更准确的二极管参数相比，其他电气方法。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Unveiling microstructural damage for leakage current degradation in SiC Schottky diode after heavy ions irradiation under 200 V
该研究利用高分辨率TEM表征重离子辐照下SiC肖特基二极管的微观损伤，发现界面熔融导致非晶化和原子混合，从而引起漏电流永久增加，揭示了SELC机制。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rectification at Graphene-Semiconductor Interfaces: Zero-Gap Semiconductor Based Diodes
使用电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）测量，我们报告了与在一个原子厚的零间隙半导体（石墨烯）和传统半导体的界面处形成肖特基势垒相关的不寻常的物理和有前途的技术应用。当化学气相沉积的石墨烯被转移到n型Si、GaAs、4 H-SiC和GAN半导体衬底上时，存在强烈的范德华吸引力，伴随着跨界面的电荷转移和整流（肖特基）势垒的形成。结合键极化理论的背景下的肖特基-莫特模型的热电子发射理论提供了一个令人惊讶的良好的描述的电性能。由于石墨烯的机械稳定性、其抗扩散性、其在高温下的鲁棒性以及其所展示的包含多个功能的能力，应用于诸如在正向偏压中由于石墨烯上存在吸收物而对肖特基势垒高度的变化具有指数灵敏度的传感器或肖特基势垒是其整体组件的模拟器件是有希望的。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopy of electronic defect states in Cu(In, Ga)(S, Se)$_2$-based heterojunctions and Schottky diodes under damp-heat exposure
研究了与光伏能量转换相关的异质结构n-ZnO/i-ZnO/CdS/Cu（In，Ga）（S，Se）$_2$ /Mo在加速寿命试验中缺陷特性的变化。我们将异质结和肖特基器件在85 $^{\circ}$ C环境温度和85%相对湿度下暴露于延长的湿热中不同时间。为了了解设备的显著变化的起源，我们应用电流-电压和电容-电压测量，导纳谱和深能级瞬态谱。长时间湿热处理后，测试器件的填充因子和开路电压降低，导致能量转换效率降低。我们观察到的缺陷态的存在下，在附近的CdS/黄铜矿界面。它们的活化能由于湿热暴露而增加，表明Cu（In，Ga）（S，Se）$_2$表面处的能带弯曲减少。费米能级钉扎在缓冲层/黄铜矿界面，保持一个高的带弯曲生长的细胞，被解除由于湿热暴露。我们还观察到由于湿热处理的体缺陷光谱的变化。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Physical properties of Co/n-Ge Schottky contacts
为了研究界面态对肖特基接触物理特性的影响，采用透射电子显微镜（TEM）、深能级瞬态谱（DLTS）和温度特性分析等方法对经过不同清洗方法（HF刻蚀和原位热清洗）的Co/n-Ge肖特基二极管进行了研究。结果表明，肖特基势垒高度特性是敏感的界面的性质。最强的费米能级钉扎和最高的空间不均匀性观察到密切的金属/半导体接触。薄的氧化物夹层，甚至Ge原生氧化物的存在，允许费米能级向导带释放，并导致更均匀的接触。最后，我们的研究结果表明，一个纯的氧化锗中间层应该提出一个更好的脱钉效率比原生锗氧化物。
2013-06-03 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
Low-Frequency Electronic Noise in the Aluminum Gallium Oxide Schottky Barrier Diodes
研究了(Al$_x$Ga$_{1-x}$)$_2$O$_3$肖特基势垒二极管的低频噪声，发现1/f闪烁噪声与随机电报信号噪声，并归因于势垒附近缺陷，为超宽禁带半导体器件质量评估提供依据。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Effect of crystalline anisotropy on vertical (-201) and (010) beta-Ga2O3 Schottky barrier diodes on EFG single-crystal substrates
采用边限定膜馈法（EFG）在单晶衬底上制备了垂直（-201）和（010）β-Ga2O3肖特基势垒二极管（SBD）。高分辨率X射线衍射（HRXRD）和原子力显微镜（AFM）证实了良好的晶体质量和表面形貌的基板。对两种器件的电特性进行了全面的测量和比较，包括电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性。（-201）和（010）SBD的导通电阻（Ron）分别为0.56和0.77 m Ω cm~2，导通电压（Von）分别为1.0和1.3 V，肖特基势垒高度（SBH）分别为1.05和1.20 eV，电子迁移率分别为125和65 cm~2/（Vs），具有约1.3 kA/cm 2的高导通电流和约109的开/关比。由于各向异性表面性质（即，表面费米能级钉扎和能带弯曲），如X射线光电子能谱学（XPS）测量所支持的。依赖于温度的I-V还揭示了两种器件中SBH的不均匀性，其中（-201）SBD显示出更均匀的SBH分布。还提取了均匀的SBH：（-201）SBD为1.33 eV，（010）SBD为1.53 eV。利用两步陷阱辅助隧穿模型和一维变程跳跃导电模型（1D-VRH）对器件的反向漏电流进行了较好的描述。由于（-201）SBD具有较低的SBH和较小的活化能，因此其漏电流较大。这些结果表明，β-Ga_2O_3的晶体各向异性可以影响垂直SBD的电学性能，在设计β-Ga_2O_3电子器件时应该考虑。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Electro-thermal Co-design of Vertical \b{eta}-Ga2O3 Schottky Diodes with High-permittivity BaTiO3 Field-plate for High-field and Thermal Management
Iowa State University（爱荷华州立大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
本研究通过使用高介电常数的钛酸钡和热导性好的氮化铝场板，改进垂直η-氧化镓肖特基二极管的电热协同设计，提升高场管理和散热能力。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Pt silicide/poly-Si Schottky diodes as temperature sensors for bolometers
硅化铂肖特基二极管上形成的多晶硅薄膜掺杂磷被证明是有效的和可制造的CMOS兼容的温度传感器的微辐射热探测器。采用CMOS工艺在模拟测辐射热计单元的Si $_3$ N $_4$ /SiO $_2$ /Si（001）衬底上制备了硅化铂/多晶硅薄膜二极管。用扫描透射电镜、双波长X射线结构相分析和X射线光电子能谱学研究了原始Pt/poly-Si薄膜和低温合成Pt硅化物/poly-Si薄膜的层结构和相组成。在25 ~ 50 $^{\circ}$ C的温度范围内，单个二极管正向电流的电压温度系数达到约$-$ 2%/ $^{\circ}$ C。
2015-05-13 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
$β$-Ga$_2$O$_3$ Trench Schottky Diodes by Novel Low-Damage Ga-Flux Etching
本研究提出低损伤 Ga 通量刻蚀工艺制备 β-Ga₂O₃ 沟槽肖特基势垒二极管，实现近理想正向特性与超过 5.10 MV/cm 的反向击穿场强。
2023-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
4H-SiC Schottky diode radiation hardness assessment by IBIC microscopy
我们报告的离子束感生电荷（IBIC）表征的4 H-SiC肖特基势垒二极管（SBD）的研究结果，在修改的电荷收集效率（CCE）的分布引起的20 MeV的C离子辐照的能量密度范围从20到200离子/微米2。在原始二极管上进行的在SBD截面上具有4 MeV质子的横向IBIC显微术证明了作为所施加偏压的函数的耗尽层延伸的加宽，并且允许测量少数载流子扩散长度。用C离子辐照后，横向IBIC显示出显着的修改的CCE分布，随着破坏性C离子的注量增加的耗尽层的逐步收缩。一个简单的静电模型排除了收缩是由于注入的电荷和归因于静电景观的扰动辐射诱导的缺陷与正电荷状态。
2022-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Metal silicide/poly-Si Schottky diodes for uncooled microbolometers
提出了一种在多晶硅薄膜上形成的硅化镍肖特基二极管<P>作为单片非致冷微测辐射热计红外焦平面阵列的温度传感器。用透射电子显微镜研究了低温合成的硅化镍/多晶硅薄膜的结构和成分。Ni硅化物被识别为由20至40%的Ni 3Si、30至60%的Ni 2Si和10至30%的NiSi组成的多相化合物，在硅化物/多晶Si界面处具有可能少量的NiSi 2含量。肖特基二极管的整流比随温度从22 ℃升高到70 ℃而变化，在80 K时整流比超过1000。发现在室温下，~0.95 eV的势垒控制光电压谱。在80 K下的光电动势谱中观察到一组势垒，并归因于Ni-硅化物/多晶硅界面。电压和电流的温度系数的绝对值被发现从0.3到0.6%/K的二极管的正向偏置和2.5%/K左右的反向偏置。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Carrier transport in reverse-biased graphene/semiconductor Schottky junctions
反向偏置的石墨烯（Gr）/半导体肖特基二极管表现出更高的气体传感灵敏度。然而，跨结的载流子输运尚未完全理解。在这里，Gr/SiC，Gr/GaAs和Gr/Si肖特基结在反向偏压下的温度依赖的电流-电压测量进行了研究。随着反向偏压的增加，势垒高度的减少，观察到所有的结，这表明电场增强的电子发射。对反向电流的场依赖性的进一步分析表明，虽然Gr/SiC肖特基结中的载流子输运遵循Poole-Frenkel机制，但Gr/Si和Gr/GaAs结中的载流子输运偏离了Poole-Frankel机制和肖特基机制，特别是在低温和低场下。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth and Electrical Characterization of 2D Layered MoS2/SiC Heterojunctions
报道了二维层状p-MoS 2与掺氮4 H-SiC之间异质结的生长和电学特性。使用化学气相沉积法在SiC上直接生长p型MoS 2薄膜，并且基于X射线衍射测量发现MoS 2薄膜是结晶的。发现所得异质结显示与pn结二极管一致的整流和电流-电压特性。电容电压测量用于确定p-MoS 2/n-SiC异质结p-n二极管的内建电压。2D层状半导体和3D SiC之间的异质材料集成的演示实现了一类新的异质结构。
2014-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Different Surface Morphologies on the Performance of High Voltage, Low Resistance Diamond Schottky Diodes
在具有不同表面形貌的同质外延金刚石层上制备了具有阻断电压$V_{\text{BD}} > 2.4 \text{ kV}$和导通电阻$R_{\text{On}} < 400 \text{ m}Ω\text{cm}^{2}$的垂直金刚石肖特基二极管。的形态（光滑的生长，小丘丰富，抛光）影响肖特基势垒，载流子输运特性，从而器件的性能。当反向电压高达$2.2 \text{ kV}$时，光滑的生长态样品表现出低的反向电流密度$J_{\text{Rev}} < 10^{-4} \text{ A}/\text{cm}^{2}$。富含小丘的样品阻断了类似的电压，但反向电流密度（$J_{\text{Rev}} < 10^{-3} \text{ A}/\text{cm}^{2}$）略有增加。计算的一维击穿场，但是，减少了由$30 \text{ } \%$，表明由不均匀的表面引起的场增强。抛光的样品表现出与光滑的生长态样品相似的击穿电压和反向电流密度，表明抛光的表面可以适用于器件制造。然而，对每个样品的几个二极管的统计分析表明了衬底质量的重要性：高密度的缺陷既减少了可行的器件面积，又增加了反向电流密度。在正向方向上，富小丘样品表现出二次肖特基势垒，这可以用改进的电子发射模型，采用朗伯W函数拟合。抛光样品和光滑样品均显示出接近理想的电子发射，其理想因子分别为$1.08$和$1.03$。与文献相比，所有三个…
2020-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
2.5-kV AlGaN/GaN Schottky Barrier Diode on Silicon Substrate with Recessed-anode Structure
在这封信中，我们展示了高性能的横向AlGaN/GAN肖特基势垒二极管（SBD）的硅衬底上的凹阳极结构。优化的快速蚀刻工艺提供了改善蚀刻质量的结果，阳极凹陷表面的粗糙度为0.26 nm。通过使用高功函数金属Pt作为肖特基电极，对于40个器件获得了0.023V的高均匀性和0.71V的低Von。在平坦阳极凹槽表面和相关场板设计的支持下，阳极-阴极间距为15 μ m的SBD器件的Ron，sp仅为1.53 mOhm.cm 2，击穿电压可达1592 V，高功率FOM（Figure-of-Merit）为1656 MW/cm 2。对于正负极间距为30 μ m的SBD器件，击穿电压高达2521 V，功率FOM为1244 MW/cm ~ 2。
2020-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electric field management in $β$-$Ga_2O_3$ vertical Schottky diodes using high-k bismuth zinc niobium oxide
该研究将高k BZN集成于β-Ga₂O₃垂直MIS与FP-MS肖特基二极管，通过电场重分布和势垒提升将击穿电压提高至600 V，且保持低导通电阻。
2024-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High Permittivity Dielectric Field-Plated Vertical (001) $β$-Ga$_2$O$_3$ Schottky Barrier Diode with Surface Breakdown Electric Field of 5.45 MV/cm and BFOM of $>$ 1 GW/cm$^{2}$
本文介绍了一种新型极介电常数场氧化层的垂直（001）取向$β$-Ga PDMATHABMNOPDMATHABMO场镀（FP）肖特基势垒二极管（SBD）。使用1.7 μ $μm$的薄漂移层来实现穿通（PT）场分布和0.32 μ $Ω$ -cm $^{2}$的非常低的微分比导通电阻（R $_{on-sp}$）。极端介电常数场板氧化物促进了场板边缘之外的电场分布的横向扩展，并且实现了687 V的击穿电压（$V_{br}$）。边缘终端效率从非场板结构的13.5 $\%$增加到高介电常数场板结构的63 $\%$。使用TCAD模拟在阳极区域的中心处提取表面击穿电场为5.45 MV/cm。高介电常数场镀SBD展示了1.47 GW/cm $^{2}$的创纪录的高巴利加品质因数（BFOM），显示了Ga $_2$ 0 $_3$功率器件用于多千伏级应用的潜力。
2021-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Degradiation of $β$-Ga$_2$O$_3$ Schottky barrier diode under swift heavy ion irradiation
研究了快重离子（2096 MeV Ta离子）辐照$β$ -Ga $_2$ O $_3$肖特基势垒二极管（SBD）器件的电学特性和微结构。结果表明，$β$ $_2$ O $_3$ SBD器件辐照后，器件的导通电压Von、导通电阻Ron、理想因子n和反向漏电流密度Jr均发生了可靠性下降。此外，漂移层的载流子浓度显著降低，并且计算的载流子去除率为5*106 - 1.3*107 cm-1。在整个$β$ O $_3$基质中目视观察到由快速重离子诱导的潜在径迹。此外，晶体结构的轨道是完全非晶化。Ta离子轰击引起的潜径迹是导致载流子迁移率和载流子浓度下降的原因。最终，这些缺陷导致器件的电特性劣化。通过比较载流子去除率，$β$ $_2$ O $_3$ SBD器件比SiC和GAN器件对快重离子辐照更敏感。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
InSe Schottky diodes based on van der Waals contacts
二维半导体材料具有良好的电学性能和光与物质的强相互作用，是下一代电子学和光电子学的理想材料。为了制备具有最佳电学性能的器件，必须同时具有高质量的半导体晶体和理想的金属-半导体界面接触。由于范德瓦尔斯晶体的机械剥离，原子级薄的高质量单晶可以很容易地在实验室中获得。然而，传统的金属沉积技术可能引入化学无序和金属诱导的中间带隙状态，其诱导费米能级钉扎并且可能使金属-半导体界面劣化，导致性能差的器件。在这篇文章中，我们探讨了Au-InSe和石墨-InSe范德华接触的电接触特性，通过将机械剥离的InSe薄片堆叠到预图案化的Au或石墨电极上而无需光刻或金属沉积来获得。利用范德华接触获得的高质量的金属-半导体界面，可以制作出高质量的基于Au-InSe肖特基势垒的肖特基二极管。我们的实验观察表明，在石墨-InSe界面的接触势垒是可以忽略不计的，由于类似的电子亲和势的InSe和石墨，而Au-InSe界面是由一个大的肖特基势垒为主。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High power Figure-of-Merit, 10.6-kV AlGaN/GaN lateral Schottky barrier diode with single channel and sub-100-μm anode-to-cathode spacing
GaN基横向肖特基二极管（SBD）由于其高的电子迁移率和大的临界击穿电场而在大功率应用中引起了极大的关注。然而，目前SBD的击穿电压（BV）远未利用GAN的材料优势，限制了将GAN用于超高电压（UHV）应用的期望。那么，GaN基材料的优异性能能否在超高真空领域得到实际应用，就成为一个黄金问题。在这里，我们展示了蓝宝石上的UHV AlGaN/GAN SBD，BV为10.6 kV，比导通电阻为25.8 mΩ. cm 2，功率因数超过3.8 GW/cm 2。这些器件采用单通道设计，阳极-阴极间距为85 μm，无需额外的电场管理，显示了其在特高压电力电子领域的巨大应用潜力。
2021-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Lateral AlGaN/GaN Schottky Barrier Diode with 0.36 V Turn-on Voltage and 10 kV Breakdown Voltage by Using Double Barrier Anode Structure
在这封信中，我们展示了一个蓝宝石衬底上的横向AlGaN/GAN肖特基势垒二极管（SBD）具有低导通电压（Von）和高击穿电压（VBK）。采用铂钽混合物构成的双势垒阳极（DBA）结构，SBD的V_（on）可低至0.36 V，漏电流为2.5E-6 A/mm。在蓝宝石衬底上的高质量掺碳GAN缓冲层的支撑下，VBK可达10 kV以上，阳极-阴极间距为85 μm。结合VBK和25.1 mΩ. cm ^2的比导通电阻（Ron，sp），SBD的功率优值可达4.0 GW/cm ^2，在超高压电子学中显示出巨大的应用潜力。
2022-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Kilovolt-class Vertical (011) \b{eta}-Ga2O3 Schottky Diodes for High Voltage and High Temperature Applications
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Air Force Research Laboratory（空军研究实验室）
本研究报道了利用TiO2/Al2O3场板实现千伏级垂直(011) β-Ga2O3肖特基二极管，通过有效边缘终端提升击穿电压至4.16 kV，并在25-150°C范围内保持优异正向导通和约10^9整流比，展示了其在高温功率开关中的潜力。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci cs.SY eess.SY
Electronic structure of graphite/6H-SiC interfaces
本文研究了6 H-SiC {0001}与石墨界面的电子结构。在n型和p型6 H-SiC（0001）上观察到的肖特基势垒分别为Phi_b，n^Si= 0.3 ± 0.1eV和Phi_b，p^Si=2.7 ± 0.1eV。在n型6 H-SiC（000-1）上，我们发现Phi_b，n^C=1.3 ± 0.1eV。这些障碍的金属/SiC接触的电性能的影响进行了讨论。
2006-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Electrical characterization of all-epitaxial Fe/GaN(0001) Schottky tunnel contacts
本研究对分子束外延制备的n型GaN(0001)上原位Fe肖特基接触进行电学表征，验证其自旋注入适用性，测得高掺杂下的纯场发射特性及界面肖特基势垒高度。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Indium Oxide at the Epitaxial Graphene/SiC Interface: Synthesis, Structure, Properties, and Devices
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Paul-Drude-Institute for Solid State Electronics, Leibniz Institute within Forschungsverbund Berlin eV（柏林研究联合体莱布尼茨固体电子学保罗·德鲁德研究所）；Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）；University of California Merced（加州大学默塞德分校）；McMaster University（麦克马斯特大学）
本研究通过外延石墨烯/SiC界面插层合成新型单层2D电介质InO₂，调控其厚度并解释单层优先形成机制，发现其带隙特性，验证其使EG/n-SiC结转变为高性能肖特基结，为2D电介质家族添新成员并展现器件应用潜力。
2025-11-10 cond-mat.mtrl-sci
High-Temperature Hydrogen Sensors Based on Gallium Oxide Heterojunction Diodes
Materials Science Center, National Laboratory of the Rockies（国家落基山实验室材料科学中心）；Department of Metallurgical and Materials Engineering, Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院冶金与材料工程系）
本研究制备了Pt肖特基和Cr2O3/Ga2O3 p-n二极管氢气传感器，在600°C下长期运行800-1,800小时，发现其能区分氢气浓度，并揭示了架构依赖的退化机制，提出N掺杂为稳定替代方案。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Characteristics of Quasi-vertical AlN Schottky Diodes on Bulk AlN Substrate
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
研究了MOCVD生长的准垂直AlN肖特基势垒二极管在不同温度下的性能，发现其在高温下电流密度增加，肖特基势垒高度升高，漏电流机制符合Poole-Frenkel发射。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Over 3 kV and Ultra-Low leakage Vertical (011) \b{eta}-Ga2O3 Power Diodes with Engineered Schottky Contact and High-permittivity Dielectric Field Plate
Iowa State University（爱荷华州立大学）
本研究通过复合Pt基肖特基接触调控、ZrO₂高κ介质场板边缘电场管理，结合(011)β-Ga₂O₃材料优势，实现了3.7kV击穿电压、超低漏电流且开启电压较低的垂直功率二极管，为千伏级β-Ga₂O₃功率器件开发提供新策略。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci cs.SY eess.SY
Kilovolt-Class $β-Ga_2O_3$ Field-Plated Schottky Barrier Diodes with MOCVD-Grown Intentionally $10^{15}$ $cm^{-3}$ Doped Drift Layers
本文通过 MOCVD 优化生长了低掺杂厚 $β-Ga_2O_3$ 漂移层，并制备了千伏级场极肖特基势垒二极管，实现了 1.50 kV 击穿电压与低导通电阻，创下该材料体系的先进性能记录。
2025-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-Quality Ge-Doped (010) $β$-Ga$_2$O$_3$ Homoepitaxial Films Grown by Low-pressure CVD: Structural, Electrical, and Schottky Diode Characteristics
University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）
研究通过低压化学气相沉积在(010)β-Ga₂O₃衬底生长掺锗同质外延薄膜，实现可控n型掺杂，薄膜有良好结构与电学特性，所制肖特基二极管性能佳，证明该方法能保持高结构和电子质量，可用于未来高压电力电子器件。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resistive switching in ferroelectric BiFeO3 by 1.7 eV change of the Schottky barrier height
使用金属-铁电结作为可开关二极管是几十年前提出的。Blom等人[P.W. M. Blom等人，物理修订信函73，2107（1994）]，其报道了在整流方向上的切换以及在切换铁电层的极化方向时约2个数量级的电流变化。与电容设计相比，这种形式的电阻开关能够以更高的速度读出铁电存储器状态，而不会破坏每个读取周期中的信息。最近，Jiang及其同事已经表明，这些肖特基势垒效应在BiFeO 3中是巨大的，比PZT中发现的开关电荷多一千倍[A.Q.蒋例如，高级材料23，1277（2011）]。在这里，通过进行局部电导率测量，我们归因于肖特基势垒高度之间的生长，向下极化域和向上极化域的一个大的变化。这些测量允许估计极化电荷和屏蔽电荷对通过铁电体的传导的相对影响。
2012-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Superinjection of holes in homojunction diodes based on wide-bandgap semiconductors
电驱动光源在从指示和显示技术到高速数据通信和量子信息处理的广泛应用中是必不可少的。宽带隙半导体有望通过提供新型光源来推进固态照明。然而，这些装置的电泵浦仍然是一个具有挑战性的问题。许多宽带隙半导体材料，例如SiC、GAN、AlN、ZnS和Ga 2 O3，可以容易地掺杂为n型，但是它们的有效p型掺杂极其困难。由于受主的高激活能导致空穴的缺乏，极大地限制了宽带隙半导体器件的性能和实用性。在这里，我们研究了一种新的效果，它允许同质结半导体器件，如p-i-n二极管，以及以上的p型材料的掺杂所施加的限制。使用一个严格的数值方法，我们表明，注入的空穴的密度可以超过的p型注入层中的空穴的密度高达三个数量级，这使得显着克服掺杂问题的可能性。我们提出了一个清晰的物理解释，这种意想不到的功能，宽带隙半导体p-i-n二极管，并仔细检查它在4 H-SiC，3C-SiC，AlN和ZnS结构。预测的效应可以用来开发明亮的发光器件，特别是基于SiC，AlN，ZnO和其他宽带隙半导体中的色心的电驱动非经典光源。
2019-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Electrical injection and detection of spin-polarized electrons in silicon through an Fe_3Si/Si Schottky tunnel barrier
我们利用外延生长的Fe_3Si/Si肖特基隧道势垒接触实现了自旋极化电子在硅中的电注入和探测。通过在铁磁Fe_3Si/Si接触和Si沟道（~ 10^15 cm^-3）之间的界面附近插入δ掺杂的n^+-Si层（~ 10^19 cm^-3），我们实现了Fe_3Si/Si肖特基二极管反向偏置特性的隧道电导的显著增强。利用横向制备的四探针结构和改进的Fe_3Si/Si接触，我们在低温下探测了Si沟道中自旋积累引起的非局域输出信号。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon carbide diodes for neutron detection
在过去的二十年里，我们帮助寻找一种能够检测裂变同位素发射的中子的He 3替代技术。这一需求源于核弹头筛查或防止放射性材料非法贩运等应用。半导体探测器是较强的竞争者之一，特别是那些基于碳化硅等宽带隙材料的探测器。我们回顾了SiC基中子探测器的工作原理，以及与材料性能，器件制造和测试相关的几个问题。本文总结了E-SiCure项目，共同资助的北约SPS计划内进行的实验和理论工作。在这些成就中，我们成功地开发了基于肖特基势垒的探测器，并确定了SiC有源区中的主要载流子寿命限制缺陷，这些缺陷要么已经存在于原始设备中，要么在暴露于辐射场时引入。描述了中子探测的物理过程。材料特性以及相关的外延生长和器件制造的问题得到解决。在生长的材料中存在的缺陷，以及由电离辐射引入的缺陷的报告。最后，我们描述了几个实验中进行的约瑟夫斯特凡研究所TRIGA马克II反应堆（卢布尔雅那，斯洛文尼亚），一组SiC为基础的中子探测器进行了测试，其中一些配备了热中子转换层。我们发现，尽管存在很大的改进空间，肖特基势垒二极管的基础上，最先进的4 H-SiC的气体为基础的和半导体探测器的灵敏度提供的差距正在缩小。
2020-10-30 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Characteristics of Al/Ge Schottky and Ohmic contacts at low temperatures
在（100）Ge（80 K时杂质浓度约为1010/cm ~ 3）上热淀积Al，制备了肖特基势垒接触，在180 K附近出现非本征p型到本征n型的转变。p型和n型Ge都表现出理想的肖特基特性，具有低反向电流和从温度依赖的电流-电压（I-V）特性的线性形式获得的接近单位的理想因子。在不同温度下的二极管电流改变其方向，在非零施加的偏压，反映了电荷中性水平（CNL）的位置从费米能级的Ge的移位。随着温度的升高，肖特基势垒高度（SBH）稳步增加的p-Ge，可以理解的基础上观察到的CNL的变化。对于强钉扎界面，由零偏Richardson图确定的SBH值与由Schottky-Mott规则估计的SBH值吻合得很好。从Richardson图确定在各种正向电压的激活能，并发现减少与施加的偏置n-Ge，但减少到零的p-Ge，显示类似的功函数Al。Al/Ge的退火诱导的p型Al掺杂的Ge层，表现出逐渐减少的Al浓度对p-Ge晶体的再生长。由此制备的Al掺杂Ge（P+）/Ge（P）结在非本征区（低于180 K）具有线性的电流-电压（I-V）特性。在本征区（180 K以上），由于Al掺杂Ge层和Ge晶体的电导率随温度的变化，在I-V曲线中观察到整流现象。
2020-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Schottky Barrier Height Engineering In $β$-Ga$_2$O$_3$ Using SiO$_2$ Interlayer Dielectric
本文报道了通过在金属-半导体结中插入一层超薄的SiO $_2$介电中间层来调制三种不同取向的$β$ -Ga $_2$ O $_3$上的肖特基势垒高度（SBH），这可能会降低由于金属感生隙态（MIGS）引起的费米能级钉扎（FLP）效应。在n型掺杂$β$ O $_3$单晶衬底上沿（010）、（-201）和（100）取向制备了Pt和Ni金属半导体（MS）和金属层间半导体（MIS）肖特基势垒二极管，并通过室温电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）测量进行了表征。与相应的MS对应物相比，Pt MIS二极管沿（010）和（-201）取向分别表现出0.53 eV和0.37 eV的SBH增量。使用Pt金属在（010）取向的MIS SBD上实现了1.81 eV的最高SBH。在（100）取向衬底上的MIS SBD表现出SBH的显著增加（$>$ 1.5 $\times$）以及反向漏电流的降低。利用薄介质夹层可以有效地调制金属/Ga $_2$ O $_3$结的SBH。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Polarity control of carrier injection at ferroelectric/metal interfaces for electrically switchable diode and photovoltaic effects
研究了Pt/BiFeO3/SrRuO3薄膜电容器的开关铁电二极管效应及其物理机制。我们的电测量结果支持，附近的Pt/BiFeO3界面生长的样品，有缺陷的层（可能是一个富氧空位层）成为形成和干扰载流子注入。因此，我们使用了一个电气培训过程，以获得铁电控制的二极管极性，通过改变极化方向，使用外部偏置，我们可以切换正向和反向二极管之间的传输特性。我们的系统的特点是与一个矩形的极化磁滞回线，我们证实了二极管的极性切换发生在铁电矫顽电压。此外，我们观察到的二极管的极性和相关的光伏响应依赖于铁电畴配置的同时切换。我们的详细研究表明，极化电荷可以影响铁电/金属界面处的肖特基势垒，导致界面载流子注入的调制。极化调制载流子注入的量可以影响空间电荷限制的体电流-电压（J-V）行为从欧姆（即，J~V）到非线性（即，J~V ^n，其中n为\geq 2）。体导电和极化调制载流子注入的这种组合解释了铁电电容器中可开关二极管效应的详细物理机制。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
