用于热离子和热隧穿器件的纳米结构电极

最近，在脊状量子阱（RQW）领域研究了一些新的量子特性。量子阱层表面的周期性脊对电子波函数施加了额外的边界条件，并降低了量子态密度。被禁止量子态排斥的电子必须占据能量更高的态。结果，RQW中的费米能增加，功函数（WF）降低。我们研究了一种由金属RQW层和基底衬底组成的低功函数电极。衬底材料的选择使得电子被限制在RQW中。功函数值取决于脊的几何形状和电子限制。我们计算了在半导体和金属衬底上生长的金属RQW薄膜中的功函数。在半导体衬底的情况下，宽带隙材料更优，因为它们允许RQW功函数降低更多。在金属衬底的情况下，低费米能材料更优。对于大多数材料对，功函数显著降低。这种结构可以用作室温热离子和热隧穿能量转换器和冷却器的电极。