自掩蔜作用降低金属-半导体接触中的费米能级锁定
材料科学
2025-05-08 v2 计算物理
摘要
金属诱导能带态（MIGS）通常被认为是金属-半导体接触导致强烈费米能级锁定（FLP）的主要原因。然而，我们本工作确凿地阐明了空轨道导致的界面态在其中扮演关键角色，甚至与 MIGS 相当。第一性原理计算表明，若金属-Ge 和金属-Si 接触采用相同的界面键合配置，则应具有相似的 FLP 强度：重构后的键合配置使 Si 和 Ge 的锁定因子分别为 0.16 和 0.11，而理想的未重构键合配置则使它们的锁定因子为 0.05 和 0。我们指出，Si 倾向于采用重构后的键合配置，而 Ge 倾向于采用理想的未重构键合配置。空轨道的自掩蔜显著降低界面能带态，从而使金属-Si 接触的 FLP 远弱于金属-Ge 接触。我们还演示了完全掩蔜界面空轨道可进一步将锁定因子提升至 0.5，从而进一步降低界面能带态。这些发现为降低 Si 和面向高级半导体技术的新型材料的接触电阻提供了新的理解视角。
引用
@article{arxiv.2411.14220,
title = {Self-passivation reduces the Fermi level pinning in the metal-semiconductor contacts},
author = {Ziying Xiang and Jun-Wei Luo and Shu-Shen Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.14220},
year = {2025}
}
备注
manuscript: 24 pages, 5 figures supplementary:12 pages, 9 figures