BaTiO₃/Ge异质结

嵌套I型能带排列

通过界面空位工程调控能带偏移，为BaTiO₃/Ge器件能带设计提供依据。

Wu, Jibao · Yangyang, Ge · 胡辉勇 · Xinlian, Zheng · Qiongzhu, Liu · Ling, Jin · Zhibin, Li · 谭永胜 · Rui, Zhang · Liu, Shiyan · Zhang, Hongpeng · 方泽波

Applied Surface Science 2025

参数信息

价带偏移（实验值）

2.00 eV

VBO 差异（BaO vs TiO₂ 终止）

0.5878 eV

技术优势

VBO 可精确调控

通过选择 BaO 或 TiO₂ 终止面并引入特定空位，可在 2.00 eV 实验值基础上按需调整价带偏移，为能带工程提供定量依据。

室温即可制备

BaTiO₃ 薄膜通过射频磁控溅射在室温下直接生长于 Ge 衬底，避免了高温工艺对衬底的损伤，与现有半导体产线兼容。

指导器件设计

实验与 DFT 计算结果一致揭示了缺陷对能带偏移的影响规律，可直接用于预测和优化 BaTiO₃/Ge 器件的性能与稳定性。

应用场景

• 铁电存储：利用可调的能带偏移优化铁电隧道结的势垒，提升存储窗口和读写可靠性。
• Ge基器件：在 Ge 衬底上直接集成高 κ 铁电 BaTiO₃，实现栅介质与铁电功能层一体化的 Ge 基器件。
• 异质结光电器件：调控异质结能带排列以优化光生载流子的分离与输运，提升光电器件效率。
• 氧化物/半导体集成：提供氧化物与半导体界面能带调控的通用方法，指导 BaTiO₃ 与其他半导体的集成设计。