9 电子亲和势和肖特基势垒高度
9.1电子亲和势9.1.1概述
我们把使一个电子从导带底部对应的能级移动到没有镜像力作用影响的材料外部的真空能级时所做的功定义为半导体中的电子亲和势хe从电子亲和势的定义不难看出要同时考虑体效应和界面效应,因此хe是一个很复杂的问题。
对大多数半导体而言,在导带底部的电子是通过一个大约几伏特的势垒束缚在材料中。这个势垒就是电子亲和势而且被定义为正的电子亲和势。如果хe变成负的,也就是说,真空能级位于导带边缘以下,任何存在于导带中的电子都有足够的能量离开晶体。这意味着在导带边缘的一个电子将不会遇到界面势垒而且可自由发射到真空中。这种无势垒的电子发射在冷阴极器件的应用中具有潜在价值,比如用于场发射器件和平板显示器。
负的电子亲和势的结果在氢钝化的金刚石表面得到了验证[1,2]。更近期的发现,一些Ⅲ-Ⅴ族氮化物也显示存在负的电子亲和势[3]。广义说,这个不同寻常的特性可以与金刚石型、闪锌矿或纤锌矿结构中具有类似的键合有关。所有这些结构都存在四配位的sp3键。由于电子状态类似,那么随着禁带宽度的增加,很自然的认为导带边缘会移动至更靠近真空能级[4]。
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