Про роботу виходу i висоту бар’єра шотткi металевих наноплiвок в дiелектричному конфайнментi
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe59.01.0038Ключові слова:
metal nanofilm, dielectric, work function, surface energy, Schottky barrier heightАнотація
Запропоновано метод самоузгоджених обчислень характеристик металевої плiвки в дiелектриках. У межах модифiкованого методу Кона–Шема i моделi стабiльного желе розглянуто найцiкавiший випадок асиметричних метал-дiелектричних сандвiчiв, для яких дiелектрики рiзнi по обидвi сторони плiвки. Для полi- i монокристалiчних плiвок Na, Al i Pb, помiщених у пасивнi iзолятори, обчислено спектр, роботу виходу електронiв i поверхневу енергiю. Дiелектричне оточення в цiлому приводить до зменшення як роботи виходу електронiв, так i поверхневої енергiї. Виявлено, що змiна роботи виходу визначається середньоарифметичним значенням дiелектричних констант по обидвi сторони плiвки. У самоузгодженiй процедурi як параметр було введено положення зони провiдностi дiелектрика. З урахуванням сил зображення було виконано обчислення для наноплiвок алюмiнiю з iдеальними iнтерфейсами вакуум/Al(111) /SiO2, вакуум/Al(111) /Al2O3 i сандвiча SiO2/Al(111)/Al2O3. В результатi було розраховано профiлi ефективних потенцiалiв i висоти бар’єрiв Шоттки.
Посилання
R. Otero, A.L. Vazquez de Parga, and R. Miranda, Phys. Rev. B 66, 115401 (2002).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.115401
J.J. Paggel, C.M., Wei, M.Y. Chou, D.-A. Luh, T. Miller, and T.-C. Chiang, Phys. Rev. B 66, 233403 (2002).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.233403
D.V. Buturovich, M.V. Kuz'min, M.V. Loginov, and M.A. Mittsev, Phys. Solid State 48, 2205 (2006);
https://doi.org/10.1134/S1063783406110308
Phys. Solid State 50, 173 (2008).
https://doi.org/10.1134/S1063783408010319
Y. Liu, J.J. Paggel, M.H. Upton, T. Miller, and T.-C. Chiang, Phys. Rev. B 78, 235437 (2008).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.235437
T.-C. Chiang, AAPPS Bullet. 18, 2 (2008).
A.L. Vazquez de Parga, J.J. Hinarejos, F. Calleja, J. Camarero, R. Otero, and R. Miranda, Surf. Sci. 603, 1389 (2009).
https://doi.org/10.1016/j.susc.2008.08.039
N.A. Vinogradov, D.E. Marchenko, A.M. Shikin, V.K. Adamchuk, and O. Rader, Phys. Sol. State 51, 179 (2009).
https://doi.org/10.1134/S1063783409010235
P.-W. Chen, Y.-H. Lu, T.-R. Chang, C.-B. Wang, L.-Y. Liang, C.-H. Lin, C.-M. Cheng, K.-D. Tsuei, H.-T. Jeng, and S.-J. Tang, Phys. Rev. B 84, 205401 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.205401
E. Ogando, N. Zabala, E.V. Chulkov, and M.J. Puska, Phys. Rev. B 71, 205401 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.205401
J.P. Rogers III, P.H. Cutler, T.E. Feuchtwang, and A.A. Lucas, Surf. Sci. 181, 436 (1987).
https://doi.org/10.1016/0039-6028(87)90199-3
M.V. Moskalets, JETP Lett. 62, 719 (1995).
V.V. Pogosov, V.P. Kurbatsky, and E.V. Vasyutin, Phys. Rev. B 71, 195410 (2005).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.195410
Y. Han and D.-J. Liu, Phys. Rev. B 80, 155404 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.155404
V.P. Kurbatsky and V.V. Pogosov, Phys. Rev. B 81, 155404 (2010).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.155404
V.D. Dymnikov, Phys. Sol. State 53, 901 (2011).
https://doi.org/10.1134/S106378341105009X
F.K. Schulte, Surf. Sci. 55, 427 (1976).
https://doi.org/10.1016/0039-6028(76)90250-8
N. Zabala, M.J. Puska, and R.M. Nieminen, Phys. Rev. B 59, 12652 (1999).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.59.12652
I. Sarria, C. Henriques, C. Fiolhais, and J.M. Pitarke, Phys. Rev. B 62, 1699 (2000).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.62.1699
A.N. Smogunov, L.I. Kurkina, and O.V. Farberovich, Fiz. Tv. Tela 42, 1898 (2000).
C.M. Horowitz, L.A. Constantin, C.R. Proetto, and J.M. Pitarke, Phys. Rev. B 80, 235101 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.235101
P.J. Feibelman and D.R. Hamann, Phys. Rev. B 29, 6463 (1984).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.29.6463
J.C. Boettger, Phys. Rev. B 53, 13133 (1996).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.53.13133
Z. Zhang, Q. Niu, and C.-K. Shih, Phys. Rev. Lett. 80, 5381 (1998).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.80.5381
A. Kiejna, J. Peisert, and P. Scharoch, Surf. Sci. 432, 54 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0039-6028(99)00510-5
V.V. Pogosov, Sol. St. Commun. 75, 469 (1990).
https://doi.org/10.1016/0038-1098(90)90603-9
A. Kiejna and V.V. Pogosov, J. Phys.: Cond. Matter 8, 4245 (1996).
https://doi.org/10.1088/0953-8984/8/23/016
K. Hirabayashi, Phys. Rev. B 3, 4023 (1971).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.3.4023
M.J. Puska, R.M. Nieminen, and M. Manninen, Phys. Rev. B 31, 3486 (1985).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.31.3486
A. Rubio and L. Serra, Phys. Rev. B 48, 18222 (1993).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.48.18222
J.P. Perdew, H.Q. Tran, and E.D. Smith, Phys. Rev. B 42, 11627 (1990).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.42.11627
J.P. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.23.5048
A.V. Babich and V.V. Pogosov, Surf. Sci. 603, 2393 (2009).
https://doi.org/10.1016/j.susc.2009.05.036
P.A. Serena, J.M. Soler, and N. Garcia, Phys. Rev. B 34, 6767 (1986).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.34.6767
L.A. Constantin and J.M. Pitarke, Phys. Rev. B 83, 075116 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.075116
A.M. Gabovich, Chem. Phys. Technol. Surf. 1, 72 (2010).
V.V. Pogosov and V.P. Kurbatsky, J. Exp. Theor. Phys. 92, 304 (2001).
https://doi.org/10.1134/1.1354688
P. Stampfli, Phys. Rep. 255, 1 (1995).
https://doi.org/10.1016/0370-1573(94)00089-L
E.H. Rhoderick, Metal-Semiconductor Contacts (Clarendon Press, Oxford, 1978).
L. Lin, H. Li, and J. Robertson, Appl. Phys. Lett. 101, 172907 (2012).
https://doi.org/10.1063/1.4764521
R.H. Fowler and L. Nordheim, Proc. Roy. Soc. A 119, 173 (1928).
https://doi.org/10.1098/rspa.1928.0091
V.S. Fomenko, Emission Properties of Materials (Naukova Dumka, Kiev, 1980) (in Russian).
H.B. Michaelson, J. Appl. Phys. 48, 4729 (1977).
https://doi.org/10.1063/1.323539
J.C. Brewer, R.J. Walters, L.D. Bell, D.B. Farmer, R.G. Gordon, and H.A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 85, 4133 (2004).
https://doi.org/10.1063/1.1812831
K. Singh and S.N.A. Hammond, Tur. J. of Phys. 22, 315 (1998).
Moongyu Jang and Junghwan Lee, ETRI J. 24, 461 (2002).
https://doi.org/10.4218/etrij.02.0102.0302
S.G. Louie and M.L. Cohen, Phys. Rev. B 13, 2461 (1976).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.2461
G. Bordier and C. Noguera, Phys. Rev. B 44, 6361 (1991).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.6361
V.G. Zavodinsky and I.A. Kuyanov, J. Appl. Phys. 81, 2715 (1997).
https://doi.org/10.1063/1.364298
P.W. Peacock and J. Robertson, J. Appl. Phys. 92, 4712 (2002).
https://doi.org/10.1063/1.1506388
W. M¨onch, Phys. Rev. Lett. 58, 1260 (1987).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.58.1260
J. Arponen, P. Hautoj¨arvi, R. Nieminen, and E. Pajanne, J. Phys. F 3, 2092 (1973).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
