Metal contacts and Schottky barrier heights at boron arsenide interfaces: A first-principles study

肖特基势垒 欧姆接触 接触电阻 材料科学 凝聚态物理 费米能级 砷化镓 肖特基二极管 工作职能 金属 化学物理 光电子学 化学 纳米技术 冶金 物理 图层(电子) 电子 二极管 量子力学
作者
Zhiyong Fu,Hailing Guo,Xiting Wang,Ruyue Cao,Hongxia Zhong,Sheng Liu,John Robertson,Yuzheng Guo,Zhaofu Zhang
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:134 (11) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0163908
摘要

The combined feature of high thermal conductivity and high carrier mobility makes cubic boron arsenide (c-BAs) promising for high power and high frequency applications. In BAs-based electronics, the interaction between metals and BAs is crucial, as it significantly affects the electronic properties. One particular parameter is the Schottky barrier height (SBH), which plays a critical role in determining the transmission properties. The interfacial contact effects of BAs (110), (111), and (100) surfaces with a variety of metals have been carefully explored using first-principles calculations in order to characterize their electrical characteristics. For p-type SBHs, over different terminations, there is a strong linear trend with increasing metal work function, with a relatively steeper pinning coefficient of ∼0.2. The results show that the SBHs follow a relation of ϕn(110) > ϕn(111) > ϕn(100). Clear metal induced gap states can be observed at the interfacial BAs, resulting in an enhanced Fermi level pinning effect. The Sc is excellent at generating Schottky contacts with relatively higher SBHs (∼0.9 eV). Pt has the smallest barrier height of ∼0.3 eV, making it ideal for ohmic electrodes with low contact resistance. This work provides insight into the properties at metal–BAs contact interfaces and provides a theoretical basis for the selection of suitable electrodes for high power BAs devices.
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