Unraveling Surface Scattering Mechanisms in Hydrogen-Terminated Diamond/MoO<sub>3</sub> Heterostructures: A Theoretical Investigation
Notice bibliographique
Résumé
Surface transfer doping addresses diamond’s doping challenges by enabling a two-dimensional hole gas (2DHG) in hydrogen-terminated diamond (H-diamond) through electron transfer to high-electron-affinity acceptors, such as molybdenum trioxide (MoO 3 ). While prior studies optimized 2DHG density, the mechanisms limiting carrier mobility remain unresolved. Here, we present a theoretical framework to quantify the impact of acoustic phonon, surface roughness, and surface impurity scattering on hole mobility in H-diamond/MoO 3 heterostructure (∼10 13 cm –2 ). First-principles calculations demonstrate that surface roughness dominates mobility degradation, reducing it from 10 3 to 10 2 cm 2 /(V s) compared to phonon-only cases, while surface impurities further suppress mobility (MoO 3 and HCO 3 yield the highest and lowest mobilities of ∼220 and 166 cm 2 /(V s), respectively). Total calculated hole mobility (∼200 cm 2 /(V s)) aligns with experimental ranges, with roughness heights (Δ = 0.18–0.35 nm) and impurity densities ( n imp 2 D = 4.32 × 10 13 cm − 2 ) identified as critical factors. These findings establish that mitigating interfacial surface roughness and suppressing adsorbates are essential for optimizing diamond-based devices, providing actionable strategies to enhance high-power diamond electronic performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».