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DOI:10.1109/TED.2018.2859907 期刊:IEEE Transactions on Electron Devices 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:22:29
摘要: 采用电容/电导-电压(C/G-V)测试方法,在5-500 kHz频率范围内室温测量了高介电常数Au/n-Si金属-半导体结构的电学与介电特性。通过低频-高频电容法和Nicollian-Brews法分别从C、G数据中提取了界面态(Nss)和电阻(Ri)的电压依赖特性曲线?;贑、G数据计算了复介电常数(ε'、ε'')、电模量(M'、M'')及交流电导率(σac)的实部与虚部。所有参数均与频率和电压强相关,尤其在低频区受麦克斯韦-瓦格纳弛豫和界面态显著影响。Nss-V与Ri-V曲线中的观测峰可归因于M/S界面处界面态的特殊分布。结果表明:[2%石墨烯钴掺杂(Ca3Co4Ga0.001Ox)]中间层具有高介电常数,可作为M/S界面的传统SiO2替代层,既能提升电容值/电荷/能量存储能力,又可同时降低界面态密度和串联电阻(Rs)。交流电导率σ在中低频区基本恒定,但在对应直流与交流电导率的高频区开始显著上升。
作者: Elif Mar?l,Serhat Orkun Tan,?emsettin Alt?ndal,?brahim Uslu
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研究概述 实验方案 设备清单

提高掺杂2% GC的(Ca3Co4Ga0.001Ox)中间层的介电常数,并研究该中间层Au/n-Si结构在不同频率和偏置电压下的电学及介电特性。

掺杂2% GC的(Ca3Co4Ga0.001Ox)中间层显著提升了介电常数(约34,是SiO2的九倍),降低了界面态和串联电阻,增强了储能应用的电容性能。其电学与介电特性高度依赖频率和电压,受界面态和极化机制共同影响。该中间层可替代传统金属-半导体结构中的SiO2以提升器件性能。

该研究仅限于室温测量和5–500 kHz的频率范围。未探讨温度变化和更高频率的影响。层间厚度和掺杂浓度可能存在优化极限,且分析基于某些理想条件,这些条件在实际应用中可能并不完全成立。

SCI高频之选
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