Я пытаюсь понять, как вы можете найти диаграмму потенциала, учитывая диаграммы зон нескольких соседних материалов.
В качестве простого примера, в полупроводниковых гетероструктурах , если у вас есть сэндвич с переходом типа 1 , вы получаете конечный барьер (или яму), высота (или глубина) которого равна разнице между энергиями зоны проводимости двух материалов, .
Для меня это имеет небольшой смысл, если электрон в (скажем, окружающем, так что это барьер) энергетическом материале с более низкой зоной проводимости хочет двигаться к / через более высокую, электроны в этой зоне имеют более высокую энергию, так что это имеет смысл что ему потребуется больше энергии, чтобы пройти через него.
Но почему электроны из материала с более высокой энергией просто не переходят к материалу с более низкой энергией, пока возникающее в результате накопление заряда не сравняет их потенциал? Это происходит, если вы заставляете два металла соприкасаться друг с другом, при этом поверхностные заряды накапливаются и создают электростатический потенциал на границе, чтобы сделать электрохимический потенциал в двух материалах равным.
Мой другой вопрос, с которым у меня больше проблем, заключается в том, как аналитически угадать, что произойдет с изолятором и металлом? Является ли потенциал просто разницей между энергией Ферми металла и энергией зоны проводимости изолятора?
Спасибо!
Ответ на ваш 1-й вопрос заключается в том, что это зависит от энергии Ферми отдельных материалов.
Если , ваш случай, электроны перемещаются от 1 до 2 независимо от других параметров. Миграция электронов приводит к изменению распределения заряда и электронного потенциала. Для расчета распределения заряда предполагается нейтральность заряда в местах, удаленных от границы раздела, и наличие обедненного слоя. Мы также предполагаем, что изменения распределения заряда просто сдвигают (собственные) энергии электронов через электронный потенциал, подчиняющийся уравнению Пуассона.
На 2-й вопрос отвечаю утвердительно . Мы можем подтвердить это, используя аналогичный метод, упомянутый выше. Например, в случае соединения металл-n с внутри запрещенной зоны образуется заметный барьер Шоттки.
Наконец, я добавляю некоторые комментарии. Здесь я объяснил стандартный метод. Этот метод (или модель) включает множество нетривиальных допущений. Поэтому результаты могут быть не строгими. Например, фактический барьер Шоттки ниже расчетного из-за эффекта силы изображения. В дополнение к этому для правильного расчета следует учитывать эффекты примесей, реконструкцию интерфейса, ненейтральность (дипольный эффект) и квантово-механические поправки.
