不同金属/氢终端金刚石（100）界面结构的第一性原理研究

发布时间：2024-07-09 05:42

　　金刚石薄膜/金属的接触界面结构直接影响到其在微电子器件领域的应用。良好的欧姆接触和较强的结合力是决定金刚石薄膜电子器件性能的关键。通过基于密度泛函理论的第一性原理方法构建了不同金属(金、钛、铜、铝、钨)/氢终端金刚石(100)基底的界面模型,研究了其结合性能。结果表明,虽然所有金属/金刚石界面均呈现稳定的界面结构,但是金、铜、铝三种金属与氢终端金刚石基底的结合能较低,金属层驰豫较小,电荷在吸附表面并没有明显转移,结合能力较差。相比之下,钨、钛与氢终端金刚石基底具有较好的结合力,结合能较高,金属层呈现明显驰豫现象,呈现较强的界面结合力。

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【部分图文】：

图1金属在氢终端金刚石表面的界面模型的几何结构

对氢终端金刚石表面分别吸附五种金属原子的界面模型进行了计算。其中，金、钛两种金属是吸附于晶格常数为1.1245nm×1.1245nm氢终端金刚石表面，铜、钨和铝是吸附于晶格常数为1.0058nm×1.0058nm氢终端金刚石表面。优化后界面结构如图1所示。氢终端金刚石的表....

图2金属原子/氢终端金刚石（100）界面模型的电子局域化函数图

表5所示为氢终端金刚石表面吸附的金属原子层所带电荷，正电荷表示电子由金属原子转移到金刚石基底，负电荷表示由金刚石基底转移到金属原子，电子金、铝所带电荷极少，分别为0.05e、-0.09e，说明在金属与氢终端金刚石之间的结合较弱，仅发生了非常轻微的电荷转移，而钛、钨所带电荷分别为1....

本文编号：4004484