Estoy tratando de entender cómo puede encontrar el diagrama potencial dados los diagramas de bandas de algunos materiales adyacentes.
Como un ejemplo simple, en heteroestructuras semiconductoras , si tiene un sándwich de una unión tipo 1 , obtiene una barrera finita (o pozo) que tiene la altura (o profundidad) de la diferencia entre las energías de la banda de conducción de los dos materiales, .
Eso tiene un poco de sentido para mí, si un electrón en el material de energía de la banda de conducción más baja (digamos que lo rodea, por lo que es una barrera) quiere moverse hacia / a través de la más alta, los electrones en esa banda tienen una energía más alta, por lo que tiene sentido que necesitaría más energía para pasar a través de él.
Pero, ¿por qué los electrones del material de mayor energía simplemente no van al de menor energía, hasta que la acumulación de carga resultante hace que su potencial sea igual? Esto sucede si haces que dos metales se toquen entre sí, donde las cargas superficiales se acumulan y crean un potencial electrostático a través del límite para igualar el potencial electroquímico en los dos materiales.
Mi otra pregunta con la que tengo más problemas es, ¿cómo adivinas analíticamente qué sucedería con un aislante y un metal? ¿Es el potencial simplemente la diferencia entre la energía de Fermi del metal y la energía de la banda de conducción del aislante?
¡Gracias!
La respuesta a su primera pregunta es que depende de las energías de Fermi de cada material separado.
Si , su caso preocupante, los electrones se mueven de 1 a 2 independientemente de los otros parámetros. La migración de electrones hace que la distribución de carga y el potencial de los electrones cambien. Para calcular la distribución de carga, asumimos la neutralidad de carga en lugares alejados de la interfaz y la existencia de la capa de agotamiento. También asumimos que los cambios en la distribución de carga simplemente desplazan las energías (eigen) de los electrones a través del potencial electrónico que obedece a la ecuación de Poisson.
Respondo afirmativamente a la 2ª pregunta . Podemos confirmar esto usando un método similar mencionado anteriormente. Por ejemplo, en el caso de unión metal-n con dentro de la banda prohibida, se forma la notable barrera de Schottky.
Finalmente, agrego algunos comentarios. Aquí, expliqué el método estándar. Este método (o modelo) incluye muchas suposiciones no triviales. Por lo tanto, los resultados pueden no ser rigurosos. Por ejemplo, la barrera de Schottky real es más baja que la calculada debido al efecto de la fuerza de la imagen. Además de esto, los efectos de impureza, la reconstrucción de la interfaz, la no neutralidad (efecto dipolo) y las correcciones mecánicas cuánticas deben tener en cuenta para calcular correctamente.
