界面效應

界面效應由多種部件或多種材料組成的串聯或串並聯系統。任何一種半導體器件，都可以看成是由多種部件或多種材料組成的串聯或串並聯系統 ^[1]  。

由納米微粒製成的納米固體，它不同於長程有序的晶態固體，也不同於長程無序短程有序的非晶態固體，而是處於一種無序狀態更高的狀態。格萊特認為，這類固體的晶界有"類氣體"的結構，具有很高的活性和可移動性。從結構組成上看它是由兩種組元構成，一是具有不同取向的晶粒構成的顆粒組元，二是完全無序結構各不相同的晶界構成的界面組元。由於顆粒尺寸小、界面組元佔據了可以與顆粒組元相比擬的體積百分數，例如當顆粒粒徑為5-50nm時構成的納米固體。界面所佔體積百分數約為50%-30%。晶體界面對晶體材料的許多性能有重大的影，例如熱學、電學、力學和磁學等很大程度上取決於原子間的相鄰狀態。由於納米固體的界面與通常晶粒材料有很大的不同，界面組元的增加使納米固體中的界面自由能大大增加，界面的離子價態，電子運動傳遞等與結構有關的性能發生了相當大的變化，這種變化我們稱為納米固體的界面效應 ^[2]  。

任何一種半導體器件，都可以看成是由多種部件或多種材料組成的串聯或串並聯系統。在這一系統中，有許多固相交界面，即界面，其中包括金屬-半導體界面(例如Al-Si)，半導體-絕緣體界面(例如Si-SiO₂)、金屬-絕緣體界面(例如Al-SiO₂，Al-多晶硅等)、金屬間界面(例如Al-Au等)、硅化物界面以及絕緣體-絕緣體界面。

正是上述諸界面，在温度、交變温度、電壓、電流、濕度等外界應力作用下，界面兩相間發生固-固擴散、離子電荷遷移、熱電子注入、電化學腐蝕，甚至出現裂紋等，結果導致界面的電、熱、機械特性的緩慢變化，從而引起器件參數的不穩定和退化，以致徹底失效，所以對界面效應的研究在器件可靠性物理學中是很重要的 ^[3]  。

例如：如果將一塊P型半導體和一塊N型半導體連接，在界面處由於熱擾動引起離子擴散，温度越高，這種現象越明顯。因此，電子將擴散到P型材料中，而空穴將擴散到N型材料中。在每種情況，當離子通過界面後都會遇到相反符號的離子，直至形成電中性原子。所以在界面附近將會缺少離子，這個區域被稱為“耗盡層”（阻擋層）。在耗盡層內部將形成一個偶極層，在P型材料中形成負極，在N型材料中形成正極（如圖《P-N結界面效應》所示），這對於少數載流子通過界面的運動是有利的。所以有一個反向漏電流通過界面 ^[2]  。