面向高频高功率应用的 c-BN/金刚石异质结构的电子性质
材料科学
2023-10-12 v1
摘要
本工作利用第一性原理计算，研究了金刚石/c-BN 异质结在高频、高功率器件应用中的适用性。针对不同的晶体取向[(110)、(111) 或 (100)]、键终止（C-B 或 C-N）和衬底（金刚石或 c-BN），考察了带偏移和界面电荷极化的关键量。结果表明，具有极性界面的 (111) 和 (100) 结构很可能为 I 型排列，金刚石的导带和价带极值嵌套在 c-BN 带隙内，而非极性的 (110) 对应结构可能形成 II 型，因为 c-BN 的价带大幅下移。 (111) 和 (100) 结构还在界面处的狭窄区域显示出净电荷极化。发现 C-B 和 C-N 键的缺电子和富电子特性引起电荷重分布，导致形成本质为二维的负、正极化片。鉴于所预测的适于载流子限制的带排列以及调制和极化掺杂的可能性，金刚石/c-BN 异质结构是具有高导电二维沟道的高性能电子器件的有前途候选者。通过审慎选择异质结构型，p 型和 n 型器件均似有可能实现。
引用
@article{arxiv.2310.06955,
title = {Electronic properties of c-BN/diamond heterostructures for high-frequency high-power applications},
author = {Jeffrey T. Mullen and James A. Boulton and Minghao Pan and Ki Wook Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06955},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 5 figures