Перехід метал – напівпровідник

Цей перехід був досліджений у 1930 році німецьким фізиком В. Шотткі. Цей перехід має характерну рису – повна відсутність інжекції неосновних зарядів.

Їхнє застосування ґрунтувалося на експериментально виявленому явищі – випрямлення слабких змінних сигналів в області контакту металевої голки з напівпровідником кристалом.

Властивості контактів залежать від розташування рівня Ферми в тім і іншому шарі і від величини роботи виходу електрона від рівня Ферми у вакуум.

1) Якщо у метала робота виходу вище, ніж у напівпровідника, то при утворенні контакту потік електронів з напівпровідника в метал буде переважним. У результаті метал буде заряджатися негативно, а напівпровідник буде позитивно, і між ними на границі контакту установиться деяка різниця потенціалів Uк. Спрямоване переміщення електронів буде відбуватися доти, поки рівні Ферми не вирівняються. Унаслідок відходу електронів із приконтактного шару напівпровідника цей шар збіднюється носіями заряду, і його опір підвищується. Оскільки приконтактний шар напівпровідника, збіднений носії заряду перешкоджають проходженню струму через контакт, то контакт являється замикаючим. Очевидно, електричне поле зовнішньої напруги, що збігається по напрямку з внутрішнім полем, у випадку замикаючого шару збільшує ширину області просторового заряду, а протилежно спрямоване поле зменшує її. Таким чином, при утворенні збідненого шару контакт металу з напівпровідником здобуває властивості, що випрямляють, а ВАХ такого контакту аналогічна ВАХ PN переходу.

Якщо робота виходу від рівня Ферми у напівпровідників вище, ніж у металів, то переважний перехід електронів буде походити з металу в напівпровідника. Унаслідок цього приконтактний шар напівпровідника буде збагачуватися носіями зарядів, концентрація електронів у ньому зросте й опір зменшитися. Збагачений приконтактний шар має низький опір при будь-якій полярності прикладеної напруги. Утвориться контакт без випрямних властивостей.

Таким чином, змінюючи тільки метал, можна одержувати різні види контактів.