Ich versuche zu verstehen, wie Sie das Potenzialdiagramm anhand der Banddiagramme einiger benachbarter Materialien finden können.
Als einfaches Beispiel, in halbleitenden Heterostrukturen , wenn Sie ein Sandwich eines Typ-1- Übergangs haben, erhalten Sie eine endliche Barriere (oder Mulde), die die Höhe (oder Tiefe) der Differenz zwischen den Leitungsbandenergien der beiden Materialien hat. .
Das macht für mich ein wenig Sinn, wenn ein Elektron im (sagen wir umgebenden, also eine Barriere) Energiematerial mit niedrigerem Leitungsband sich zum/durch das höhere bewegen möchte, haben Elektronen in diesem Band eine höhere Energie, also macht es Sinn dass es mehr Energie braucht, um es zu passieren.
Aber warum gehen Elektronen aus dem Material mit höherer Energie nicht einfach zu dem Material mit niedrigerer Energie, bis der daraus resultierende Ladungsaufbau ihr Potential gleich macht? Dies geschieht, wenn Sie zwei Metalle dazu bringen, sich zu berühren, wo sich Oberflächenladungen aufbauen und ein elektrostatisches Potential über die Grenze erzeugen, um das elektrochemische Potential in den beiden Materialien gleich zu machen.
Meine andere Frage, mit der ich mehr Probleme habe, lautet: Wie können Sie analytisch erraten, was mit einem Isolator und einem Metall passieren würde? Ist das Potential nur die Differenz zwischen der Fermi-Energie des Metalls und der Leitungsbandenergie des Isolators?
Danke schön!
Die Antwort auf Ihre erste Frage lautet, dass dies von den Fermi-Energien der einzelnen Materialien abhängt.
Wenn In Ihrem Fall bewegen sich die Elektronen unabhängig von den anderen Parametern von 1 nach 2. Durch die Wanderung von Elektronen verändern sich die Ladungsverteilung und das Elektronenpotential. Um die Ladungsverteilung zu berechnen, nehmen wir Ladungsneutralität an Stellen abseits der Grenzfläche und das Vorhandensein der Verarmungsschicht an. Wir gehen auch davon aus, dass Änderungen der Ladungsverteilung nur die (Eigen-)Energien von Elektronen über das elektronische Potential verschieben, das der Poisson-Gleichung gehorcht.
Die 2. Frage bejahe ich . Wir können dies bestätigen, indem wir die oben erwähnte ähnliche Methode verwenden. Zum Beispiel im Falle eines Metall-n-Übergangs mit innerhalb der Bandlücke wird die bemerkenswerte Schottky-Barriere gebildet.
Abschließend füge ich einige Kommentare hinzu. Hier habe ich die Standardmethode erklärt. Dieses Verfahren (oder Modell) enthält viele nicht triviale Annahmen. Daher sind die Ergebnisse möglicherweise nicht streng. Beispielsweise ist die tatsächliche Schottky-Barriere aufgrund des Image-Force-Effekts niedriger als die berechnete. Darüber hinaus sollten die Verunreinigungseffekte, die Grenzflächenrekonstruktion, die Nichtneutralität (Dipoleffekt) und quantenmechanische Korrekturen berücksichtigt werden, um korrekt zu rechnen.
