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采用STS测量和DFT-NEGF方法研究Cu-AlF3-W与Cu-AlF3-Cu异质结的输运特性

DOI：10.1016/j.rinp.2018.07.035 期刊：Results in Physics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 为理解并分析不同金属-绝缘体体系的输运特性，我们开展了两项研究：一是对沉积于Cu(100)衬底上的AlF3薄膜进行电子输运性质的实验研究；二是通过理论建模研究由AlF3分子连接两种不同几何构型的金属电极（Cu(100)-W(100)与Cu(100)-Cu(100)）所构成体系。左端公共电极始终为Cu(100)层，而右端可变电极（W(100)或Cu(100)）在部分情况下表现为层状结构，另一部分则呈现尖端结构。通过扫描隧道谱（STS）测量获得了偏压范围-2.5至5.0V内的隧穿电流-电压（I-V）特性曲线，并采用含非平衡格林函数方法（NEGF）的密度泛函理论（DFT）进行计算。理论曲线显示电流值较低（约10^-12至10^-9量级），与同范围内实验I-V曲线高度吻合，表明击穿响应电流始于5.0V以上电压。同时展示了透射谱、总态密度（DOS）和分波态密度（PDOS），并通过态密度分析了透射率变化规律。
作者： J.L. Navarro，J.C. Moreno-López，A.E. Candia，E.A. Albanesi，M.C.G. Passeggi Jr
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为理解和分析不同金属-绝缘体体系的输运特性，特别是沉积于Cu(100)基底上的AlF3薄膜的电子输运性质，并对由两个不同几何构型金属电极夹持的AlF3分子所构成的体系进行建模。

研究成果

该研究证实，在-2.5至5.0伏的电压范围内，AlF3在电子异质结构中充当有效的绝缘膜。实验和理论结果均显示低电流值，表明AlF3可作为电子应用的薄绝缘膜。透射谱和态密度分析为电子传输机制提供了见解。

研究不足

理论计算局限于-2.5至5.0伏的偏压范围，实验装置受设备工作范围限制。该研究也承认在更高电压下实现输运计算收敛存在困难。

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