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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 【交流】肖特基接触
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sunxianwen

银虫 (正式写手)

[交流] 【交流】肖特基接触

如果金属的功函大于n型半导体的功函，可以形成肖特基接触。
那么已知金属的功函和n型半导体的带隙，怎么比较二者功函的大小？

文献中看到， Nb:STO 的band gap 为3.3 eV，那么它与Ti（功函为4.33eV)的接触为欧姆接触；与Au（功函为5.1eV）的接触为肖特基接触。

[ Last edited by sunxianwen on 2011-1-8 at 13:06 ]
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1楼 2011-01-08 10:06:46
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鹰羽龙

木虫 (著名写手)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
夕阳西下: 功函数对本征半导体与掺杂半导体而言，随杂质浓度的变化稍微有些差别。功函数是可以测得的。另外，你说的金属与半导体接触时没说清楚是谁的功函数大，所以应该有两种情况。电子从半导体流向金属时受到的势垒减小，电子从半导体到金属的热发射超过金属到半导体的热发射，这句话怎么理解感觉有点问题，既然势垒小，怎么会热发射大呢？而接反向电压时，形成金属到半导体的弱电流，为什么？为什么不是形成半导体到金属的弱电流呢？ 2011-03-31 17:26:49
sunxianwen(金币+3): 2011-04-01 08:57:47
引用回帖:
Originally posted by sunxianwen at 2011-01-08 10:06:46:
如果金属的功函大于n型半导体的功函，可以形成肖特基接触。
那么已知金属的功函和n型半导体的带隙，怎么比较二者功函的大小？

文献中看到， Nb:STO 的band gap 为3.3 eV，那么它与Ti（功函为4.33eV)的接触为欧 ...

这个问题我感觉有点奇怪work function是由费米能级决定的，费米能级越高，功函越低，反之越高。金属的费米能级一般是固定的，掺杂半导体的费米能级不是固定的，受掺杂浓度影响，一般的N掺杂费米能级在本征能级之上，导带之下，但是对N+掺杂费米能级可以在导带之内。即使知道了带隙，还是不知道导带，价带已经费米能级位置，所以还是不知道N型半导体的功函，除了实验去测或者理论计算还怎么比较呢？
肖特基接触是因为金属和半导体接触，半导体的能带发生弯曲，使金属和半导体费米能级一致。以金属-N型接触为例，能带弯曲的结果使接正向偏压（金属接+，N半导体接-）时，电子从半导体流向金属时受到的势垒减小，电子从半导体到金属的热发射超过金属到半导体的热发射，即形成从金属到半导体的净电流，偏压越大，电流越强，表现为导通；而接反向电压时，N半导体流向金属的势垒增大，电子从半导体到金属的热发射小于金属到半导体的热发射，形成金属到半导体的弱电流，电流基本不受偏压影响，只受金属的功函影响，所以电流小且恒定，表现为反向电阻大。类似于PN结单向导电一样，不过肖特基势垒是热发射主导的。
欧姆接触是因为半导体掺杂浓度高，电荷区宽度变小，势垒变弱，隧道电流增强，隧道电流导电，表现为小电阻。
看看黄昆的半导体物理吧，写的很清楚
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11楼2011-03-31 16:03:13
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鹰羽龙

木虫 (著名写手)
恩，补充一下，如果知道这个N半导体掺杂浓度的话，可以参考文献，了解价带，导带以及费米能级位置，然后与金属的费米能级比较，可以给出一个定性值。
写了这么多，希望能拿个EPI
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12楼2011-03-31 16:06:34
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鹰羽龙

木虫 (著名写手)
夕阳西下: 本来这些就是书上的内容，简单的问题让你描述的这么复杂。加外正向电压，势垒变窄，自然是正向电流，反之，反向电压势垒变宽，反向电流饱和达到一个定值。 2011-03-31 22:27:43
sunxianwen(金币+5): 2011-04-01 08:56:56
额。。。通常是N掺杂的费米能级比金属的低，P掺杂的费米能级比金属的高（通常），造成金属和N型半导体接触时半导体能带向上弯曲；而金属和P半导体接触时，半导体能带向下弯曲。接触时两者费米能级相等。功函大小我是说可以测得的，也可以计算得到。
至于热发射的问题它是与平衡状态比较的，肖特基势垒在平衡时，从金属到半导体热发射的电子与半导体到金属热发射的电子相等，是净电流为0的一个动态过程。当金属-N半导体接正向电压时，半导体一侧电子移向半导体表面受到的势垒减小，热发射几率增大，平衡被打破，造成半导体热发射到金属一侧的电子多于金属热发射到半导体一侧的电子，显示为金属到半导体的净电流，随着正向偏压增大，界面处电子浓度成指数级增长。而接反向电流时，半导体一侧电子移向半导体表面受到的势垒增大，热发射的几率减小，平衡被打破，造成金属热发射到半导体一侧的电子比半导体发射到金属一侧的电子多，显示为半导体到金属的净电流，但是这个电流和金属侧的势垒有关系（可近似看做只与金属的功函有关系），与所加偏压大小没有多大联系（以上都有理论计算的），表现为电流饱和。
你是把金属一侧的势垒和半导体表面的势垒混为一谈了，见图。φm是金属一侧的势垒，q(VD-Vf)是正向偏压时半导体一侧的势垒，q(VD+Vr)是加反向偏压时半导体一侧电子从体相移动到表面处所受的势垒。
类似于PN结啦，接正向偏压时电流随电压增大而显著增大；接反向偏压时，电流基本饱和，不随偏压变化。
具体请参考黄老的《半导体物理基础》1979版198页半导体-金属接触这一节

[ Last edited by 鹰羽龙 on 2011-3-31 at 18:08 ]
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13楼2011-03-31 18:02:17
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鹰羽龙

木虫 (著名写手)
?
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14楼2011-03-31 18:03:25
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普通回帖

cz.87101

木虫 (正式写手)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
我也想知道，期待高手
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2楼2011-01-08 14:03:35
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liuy1235

铁杆木虫 (职业作家)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
sunxianwen(金币+1): 2011-01-09 16:56:07
要知道真空静止电子能量E0和半导体的费米能级就可以知道功函数，为二者之差。
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3楼2011-01-08 17:35:13
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liuy1235

铁杆木虫 (职业作家)
sunxianwen(金币+1): 2011-01-09 16:56:10
也和半导体的类型有关，你可以具体查下刘恩科编的半导体物理学第七章讲得很详细！
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4楼2011-01-08 17:38:34
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mrzouhao

木虫之王 (文坛精英)
★ ★ ★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
夕阳西下(金币+2):奖励一下 2011-01-09 15:41:49
sunxianwen(金币+2): 2011-01-09 16:55:50
肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候，在界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒。势垒的存在才导致了大的界面电阻。与之对应的是欧姆接触，界面处势垒非常小或者是没有接触势垒。
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5楼2011-01-08 17:41:42
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jxgznd_zyj

至尊木虫 (文坛精英)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
祝福楼主
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6楼2011-01-08 18:28:00
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wxwanglai

铁虫 (初入文坛)

那要怎样才能形成欧姆接触啊

★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
那要怎样才能分别形成欧姆接触和肖特基接触
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7楼2011-01-09 16:18:36
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sunxianwen

银虫 (正式写手)
夕阳西下:E0如果为零，就没必要写成E0了。费米能级于能带的关系讨论半导体物理书有，很详细。 2011-01-10 11:26:46
真空静止电子能量E0 是不是为0
费米能级和带隙有什么关系吗

[ Last edited by sunxianwen on 2011-1-9 at 18:24 ]
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8楼2011-01-09 16:57:38
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windblue

禁虫 (正式写手)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
本帖内容被屏蔽
9楼2011-01-11 13:35:58
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yllzhou

木虫 (小有名气)
★
sunxianwen(金币+1):谢谢参与
带隙一样，如果掺杂浓度不同，功函数也是不同的。Nb：STO的电子亲和势貌似在4.1左右（不确定，楼主自己查文献），所以那篇文献中的功函数正好比Ti 4.33大，而比金小吧
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10楼2011-03-31 15:00:23
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sunxianwen

银虫 (正式写手)
лл
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15楼2011-04-01 08:59:47
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ljx3324

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
9楼: Originally posted by windblue at 2011-01-11 13:35:58
在金属和半导体的界面增加有机分子层，相对应的界面势垒也会发生改变。此时仍然可以用肖特基势垒及欧姆接触来描述吗？...

同样的疑问，金属与有机半导体界面之间会有Schotty势垒吗？
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16楼2015-03-18 11:06:56
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