Сенсоры измерительно-информационных систем. Часть 1. Тутов Е.А - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

20
Термодинамическое равновесие внутри перехода достигается путем
выравнивания уровней Ферми полупроводника и металла. В результате у
поверхности металла появляется заряд, распределенный в области порядка
длины экранирования Томаса-Ферми (∼0.05 нм ), а в полупроводнике
уравновешивающий его заряд противоположного знака в области порядка
длины экранирования Дебая. Это приводит к изгибу зон полупроводника у
поверхности . При сделанных предположениях высота потенциального барьера,
измеренная относительно уровня Ферми , определяется формулой :
ϕ = ϕ
m
- χ.
Величина ϕ по Шоттки зависит лишь от пары выбранных материалов.
Экспериментальные данные, в общем случае , не подтверждают такую
зависимость. Высота барьера , как правило, бывает меньше, чем предсказывает
модель Шоттки.
Бардин в своей модели предположил, что основную роль в определении
высоты барьера М - П играют поверхностные или пограничные состояния. Это
могут быть собственные состояния поверхности типа Тамма или Шокли;
состояния, созданные поверхностными примесями или дефектами ; состояния,
обусловленные межфазными химическими реакциями ; состояния,
индуцированные металлом и т. д. Природа поверхностных состояний до
настоящего времени не разрешена: отсутствуют надежно установленные
данные о конкретных связях между определенными структурными или
физико-химическими нарушениями границы раздела полупроводника с
внешними фазами , с одной стороны , и с параметрами поверхностных
состояний, с другой .
Электронные состояния при высокой плотности стабилизируют уровень
Ферми на поверхности . Стабилизация происходит уже при концентрации
поверхностных состояний 10
12
см
-2
для субмонослойных металлических
покрытий и 10
14
см
-2
для случая металла значительной толщины .
Высота барьера при этом становится ниже значения, полученного по
модели Шоттки. В модели Бардина высота барьера сравнительно мало зависит
от природы металла, образующего контакт.
Дальнейшее развитие модели контактных явлений в основном
происходило по направлению детализации природы поверхностных состояний
в этих системах . Пользуясь моделью Бардина, некоторые авторы объясняли
уменьшение величины барьера , привлекая химические свойства контактной
пары . Они исходили из того факта, что некоторые виды пограничных
состояний должны коррелировать с реакционной способностью границ
раздела. Количественной мерой реакционной способности служит теплота
реакции образования границы раздела ∆H
R
. Обычно она определяется как
нормированная на атом металла разность между теплотами H
F
образования
полупроводникового соединения АВ и наиболее стабильного из возможных
комплексов металл-анион M
n
B:

Страницы