Capacitors are promising energy storage devices with high power and energy densities due to their rapid discharge rates. To enhance our comprehension of the capacitor interface and improve its efficiency, we conducted a study on a metal-semiconductor capacitor that had not been explored previously. In this study, we aimed to investigate a metal-semiconductor capacitor that had not been studied before, in order to increase our understanding of their interface. Meanwhile, there are ongoing studies on hot electron-based photocatalysts and photoelectric conversion engineering utilizing the surface plasmon effect. As a response to this trend, we aimed to improve the capacitance at the metal-semiconductor interface through the localized surface plasmon resonance effect (LSPR). Capacitance measurements were performed under various conditions, including film structures, light wavelengths and power, and DC bias values. The results show that LSPR can enhance the accumulation and confinement of electrons in the TiO2 layer, leading to an increase in the real capacitance value. The imaginary capacitance was also found to be affected by the DC bias and the diffusion flow of electrons. The film structure and the wavelength and power of the light were found to have significant effects on the capacitance behavior of the system. The device surface structure and the wavelength and intensity of the light also have a significant effect on the capacitance of the diode. Overall, our study provides insight into the potential applications of plasmons in improving the performance of electronic devices. Our research is fundamental in this field and may have practical implications for designing high-performance capacitors.
캐패시터는 빠른 방전 속도로 인해 높은 전력 및 에너지 밀도를 가진 유망한 에너지 저장 장치로 다양하게 연구되고 있다. 이러한 캐패시터의 계면에 대한 이해를 높이고 효율을 향상시키기 위한 방법으로 이전까지 연구되지 않았던 금속-반도체 캐패시터에 대해 연구해보고자 하였다. 한 편, 표면 플라즈몬 효과를 통해 다양한 핫전자 기반 광촉매 또는 광전 변환 공학 연구가 진행되고 있다. 이에 대해 우리는 이러한 국소 표면 플라즈몬 공명 효과를 통해 금속-반도체 계면에서의 정전용량을 향상시키고자 하였다. 정전용량 측정은 표면 구조, 광 파장 및 세기, 직류 공급 값을 포함한 다양한 조건에서 수행되었다. 결과는 표면 플라즈몬이 티타니아 층에서 전자의 축적 및 구속을 향상시켜 값을 증가시킬 수 있음을 보여준다. 커패시턴스는 또한 전자의 확산 흐름에 의해 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 소자 표면 구조와 빛의 파장 및 세기는 다이오드의 정전용량에 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 이러한 발견은 전자 장치의 성능을 개선하는 데 있어 플라즈몬의 잠재적인 응용에 대한 통찰력을 제공하고 이 분야에서 기초 연구를 제공한다.
