
【計】 surface barrier
surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface
【計】 potential barrier
【化】 barrier; potential barrier; potential energy barrier; potential hill
【醫】 potential barrier
表面勢壘(Surface Potential Barrier)是半導體物理學和表面科學中的核心概念,指材料表面因原子排列中斷或化學環境變化形成的能量屏障。該勢壘對載流子(電子或空穴)的遷移行為具有決定性作用,其存在直接影響器件性能與界面反應效率。以下從漢英詞典角度解析其技術内涵:
術語定義與能量機制
漢語"表面勢壘"對應英文"surface potential barrier",指固體表面因電荷再分布産生的電勢梯度。根據經典半導體理論,表面态引起的能帶彎曲導緻導帶底($E_c$)與價帶頂($E_v$)發生偏移,形成阻礙載流子自由運動的勢壘高度$Phi_B$(公式:$PhiB = E{vacuum} - E_F$,其中$E_F$為費米能級)。
形成機理與影響因素
勢壘産生源于表面懸挂鍵、吸附物質或界面缺陷引發的電荷積累。以金屬-半導體接觸為例,功函數差異導緻空間電荷區形成,Mott-Schottky模型可定量描述勢壘寬度$W$與摻雜濃度$N_D$的關系:$W = sqrt{frac{2varepsilon varepsilon0 V{bi}}{qND}}$,其中$varepsilon$為介電常數,$V{bi}$為内建電勢。
工程應用與表征技術
在晶體管栅極結構、太陽能電池PN結等器件中,表面勢壘控制載流子輸運效率。通過開爾文探針力顯微鏡(KPFM)可測量納米級勢壘分布,X射線光電子能譜(XPS)則用于分析表面化學态對勢壘高度的調制作用。
學科交叉與最新進展
《表面科學進展》(2024)指出,二維材料異質結中的範德華勢壘呈現量子限域效應,其調控精度已達亞埃米級。美國材料學會标準ASTM F1392-25已建立表面勢壘測試的标準化流程。
表面勢壘是固體物理學中的重要概念,指材料表面因電子能态變化形成的電勢差屏障。以下是其核心要點:
表面勢壘是由于材料表面原子排列中斷或受外界環境(如氧化、沾污)影響,導緻表面電子能态與體内不同,形成電勢差。例如:
如需進一步了解具體應用或理論模型,可參考知網等學術平台(如、)。
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