Interface Damage Quantification Using an Algebraic Quantum-Transport Model

Ki-Beom Kim

doi:10.1109/ted.2026.3742297

Interface Damage Quantification Using an Algebraic Quantum-Transport Model

2026-10-20

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DOI：10.1109/ted.2026.3742297

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本研究通过从标准电容-电压（C–V）和电流密度-电压（J–V）测量中提取物理定义的散射参数，量化了金属-半导体器件中的界面损伤。该参数来源于一个代数量子输运模型，无需引入传统热电子发射（TE）分析中使用的唯象因子。在结合非平衡格林函数和兰德auer-Büttiker形式的框架内，界面缺陷的弹性散射由非厄米有效哈密顿量中的复自能表示。由此产生的洛伦兹谱函数进入电流的能量积分，该积分无法以初等代数形式求值。因此，峰值贡献被单独处理，低能散射尾部分采用基于Watson引理的渐近级数进行近似。所得代数电流表达式允许从这些电学测量中提取有效界面展宽，并由此计算量子寿命。将该模型应用于质子辐照的4H-SiC肖特基势垒二极管（SBDs）表明，辐照后展宽增加到0.43–5.93 meV的范围。此外，器件周长-面积比的分析揭示了几何缩放行为，其中较小器件由于边缘缺陷的积累而表现出缩短的弹性平均自由程。通过标准电学测量，该方法能够实现界面损伤的快速、低成本筛选。

Keyword:

4H-SiC Schottky barrier diode (SBD)

asymptotic series

interface scattering

non-Hermitian Hamiltonian

proton irradiation

quantum transport

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