改善 Ga$_2$O$_3$/Pt 界面肖特基势垒高度的理论见解

在这项工作中，我们研究了 $\beta$-Ga$_2$O$_3$ 与铂之间结处的肖特基势垒高度（SBH），该系统对下一代高功率和高温电子器件具有重要意义。具体而言，我们利用结构匹配算法获得了不同取向下的界面原子结构，并基于杂化密度泛函理论的电子结构计算求得其 SBH。研究发现铂的取向和应变对势垒高度影响甚微。相反，我们发现分解水（H.OH）对 SBH 有强烈影响，其可能来自 Ga$_2$O$_3$ 衬底制备而存在于界面处，尤其在 ($\overline{2}$01) 取向下。SBH 可从原始界面的 $\sim$2 eV 变化到完全 H.OH 覆盖时的接近零。这一结果表明，对于 Ga$_2$O$_3$($\overline{2}$01)/Pt 结，采用能够减少界面吸附水量的衬底制备方法可实现 $\sim$2~eV 的 SBH。