Шотки бар'єр
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Шотки бар'єр

Шотки бар'єр, потенційний бар'єр, що утворюється в пріконтактном шарі напівпровідника, що граничить з металом; названий по імені німецького ученого В. Шотки (W. Schottky). що дослідив такий бар'єр в 1939. Для виникнення потенційного бар'єру необхідно, щоб роботи виходу металу і напівпровідника були різними, на що вперше вказав сов.(радянський) учений Б. І. Давидов в 1939. При зближенні напівпровідника n -тіпа з металом, що має більшу, ніж в напівпровідника, роботу виходу Ф, метал заряджає негативно, а напівпровідник — позитивно, т.к. електронам легко перейти з напівпровідника в метал, ніж назад (при зближенні напівпровідника р -тіпа з металом, що володіє меншою Ф, метал заряджає позитивно, а напівпровідник — негативно). При встановленні рівноваги між металом і напівпровідником виникає контактна різниця потенціалів : U до = м-коду — Ф п ) / е ( е — заряд електрона). Із-за великої електропровідності металу електричне поле в нього не проникає, і різниця потенціалів U до створюється в приповерхневому шарі напівпровідника. Напрям електричного поля в цьому шарі таке, що енергія основних носіїв заряду в нім більша, ніж в товщі напівпровідника. Це означає, що в напівпровіднику n -тіпа енергетичної зони в пріконтактной області згинаються вгору, а в напівпровіднику р -тіпа — вниз (див. мал. ). В результаті в напівпровіднику поблизу контакту з металом при Ф м-коду > Ф п для напівпровідника n -тіпа, або при Ф м-коду < Ф п для напівпровідника р -тіпа виникає потенційний бар'єр. Висота Ш. би. Ф 0 = Ф м-коду — Ф п . У реальних структурах метал — напівпровідник це співвідношення не виконується, т.к. на поверхні напівпровідника або в тонкому діелектричному прошарку, що часто утворюється між металом і напівпровідником, зазвичай є локальні електронні стани; електрони, що знаходяться в них, екранують вплив металу так, що внутрішньо поле в напівпровіднику визначається цими поверхневими станами і висота Ш. би. не залежить від Ф м-коду . Як правило, найбільшою висотою володіють Ш. би., отримувані нанесенням на напівпровідник n -тіпа плівки Au. На висоту Ш. би. робить також вплив сила «електричного зображення» (див. Шотки ефект ) .

  Ш. би. володіє випрямляючими властивостями. Струм через Ш. би. при накладенні зовнішнього електричного поля створюється майже цілком основними носіями заряду. Величина струму визначається швидкістю приходу носіїв з об'єму до поверхні або в разі напівпровідників з високою рухливістю носіїв — струмом термоелектронній емісії в метал. Контакти метал — напівпровідник з Ш. би. широко використовуються в надвисокочастотних детекторах і змішувачах> (див. Шотки діод ), транзисторах, фотодіодах і в ін.

  Літ.: Стріха Ст І., Бузанева Е. Ст, Радзієвський І. А., Напівпровідникові прилади з бар'єром Шотки, М., 1974; Стріха Ст І., Теоретичні основи роботи контакту метал — напівпровідник, До., 1974; Мілнс А., Фойхт Д., Гетероперехіди і переходи метал — напівпровідник, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1975.

  Т. М. Ліфшиц.

Енергетична схема контакту метал — напівпровідник; а — напівпровідник і метал до зближення; б, в — ідеальний контакт металу з напівпровідником n- і p-тіпів; г — реальний контакт; М-код — метал, П — напівпровідник, Д — діелектричний прошарок, З — поверхневі електронні стани; E вак , E n , E з — рівні енергії електрона в «стелі» валентної зони, в «дна» зони провідності і у вакуумі; E F — енергія Фермі.