Weyl 半金属 NbAs 中表面主导的电导标度行为
介观与纳米尺度物理
2024-05-07 v2 材料科学
摘要
半金属中由非平凡能带拓扑产生的受保护表面态，有望在计算、存储、互连、传感与通信中实现新型器件功能。这需要对纳米尺度拓扑半金属中的表面态输运有基础性理解。在此，我们研究典型拓扑半金属 NbAs 中的量子输运，以评估此类材料在高度缩放集成电路中作为超越 Cu 的互连材料的潜力。利用密度泛函理论（DFT）结合非平衡格林函数（NEGF）计算，我们表明 NbAs 薄膜的电阻-面积 RA 乘积在纳米尺度随厚度减小而下降，而理想 Cu 薄膜的 RA 乘积近乎恒定。这一反常标度源于数量不成比例地大的表面传导态，其在 NbAs 薄膜中主导弹道电导达 70%。我们还表明，即便存在表面缺陷，这一有利的 RA 标度依然保持，而传统金属（如 Cu）薄膜在存在表面缺陷时 RA 随厚度减小急剧上升。这些结果凸显了诸如 NbAs 的拓扑半金属作为未来后端制程（BEOL）互连金属的前景。
引用
@article{arxiv.2211.10426,
title = {Surface-dominated conductance scaling in Weyl semimetal NbAs},
author = {Sushant Kumar and Yi-Hsin Tu and Luo Sheng and Nicholas A. Lanzillo and Tay-Rong Chang and Gengchiau Liang and Ravishankar Sundararaman and Hsin Lin and Ching-Tzu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.10426},
year = {2024}
}