Electronic Properties of Semiconductor Interfaces

تقریباً همه دستگاه های نیمه هادی دارای رابط های فلز-نیمه هادی، عایق-نیمه هادی، عایق-فلز و/یا نیمه هادی-نیمه هادی هستند. و خواص الکترونیکی آنها مشخصه های دستگاه را تعیین می کند. این اولین تک نگاری است که به خواص الکترونیکی انواع مختلف رابط های نیمه هادی می پردازد. مونچ با استفاده از پیوستگی حالت‌های شکاف ناشی از رابط (IFIGS) به عنوان مفهوم یکپارچه، ردیف ساختار نواری را در همه انواع رابط‌های نیمه‌رسانا توضیح می‌دهد. این IFIGهای ذاتی دنباله‌های تابع موج حالت‌های الکترونی هستند که دقیقاً در سطح مشترک با یک شکاف باند نیمه‌رسانا همپوشانی دارند، بنابراین از اثر تونل مکانیکی کوانتومی سرچشمه می‌گیرند. او نشان می‌دهد که یک نمای شیمیایی بیشتر IFIGS را به ویژگی یونی جزئی پیوندهای واسط کووالانسی مرتبط می‌کند و اینکه انتقال بار در سطح مشترک ممکن است با تعمیم مفهوم الکترونگاتیوی پالینگ مدل‌سازی شود. تئوری IFIGS و الکترونگاتیوی به ترتیب برای توضیح کمی ارتفاع سد و انحراف باند کنتاکت‌های شاتکی و ناهم‌ساختارهای نیمه‌رسانا به‌خوبی مشخص‌شده استفاده می‌شود.

Almost all semiconductor devices contain metal-semiconductor, insulator-semiconductor, insulator-metal and/or semiconductor-semiconductor interfaces; and their electronic properties determine the device characteristics. This is the first monograph that treats the electronic properties of all different types of semiconductor interfaces. Using the continuum of interface–induced gap states (IFIGS) as the unifying concept, Mönch explains the band-structure lineup at all types of semiconductor interfaces. These intrinsic IFIGS are the wave-function tails of electron states, which overlap a semiconductor band-gap exactly at the interface, so they originate from the quantum-mechanical tunnel effect. He shows that a more chemical view relates the IFIGS to the partial ionic character of the covalent interface-bonds and that the charge transfer across the interface may be modeled by generalizing Pauling’s electronegativity concept. The IFIGS-and-electronegativity theory is used to quantitatively explain the barrier heights and band offsets of well-characterized Schottky contacts and semiconductor heterostructures, respectively.