通过原子层沉积调控4H-SiC表面电子态以实现理想Peta-Ohm电阻
应用物理
2025-08-27 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
能够检测极小电流的高分辨率电阻器对于精密传感器至关重要，但现有的商用器件在电压变化时难以保持电阻的一致性。这一问题的物理根源在于商用半绝缘碳化硅（SiC）器件中由自发极化（SP）引起的不稳定表面电荷和表面电位的固有非均匀性。在这项工作中，我们发现用超薄氧化锌层涂覆SiC表面可以固定不稳定的表面电荷，并平衡材料的自然电场，从而确保在高达1000 V的电压下电阻保持稳定。由此产生的SiC电阻器保持了创纪录的1 Peta-Ohm (10^15 Ω) 电阻，且电压波动可忽略不计，性能优于传统方案。此外，这些器件在光照或加热条件下可以切换状态，使其成为用于超灵敏测量和传感器的双功能工具。这一突破结合了高稳定性、可扩展量产性和多功能性，为下一代精密技术（如量子传感和环境监测）开辟了道路。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.10208,
title = {Tailoring 4H-SiC Surface Electronic States by Atomic-Layer Deposition for Ideal Peta-Ohm Resistors},
author = {Yuying Xi and Helios Y. Li and Guohui Li and Qingmei Su and Kaili Mao and Bingshe Xu and Yuying Hao and Nicholas X. Fang and Yanxia Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.10208},
year = {2025}
}