ترجمه نانو لوله کربنی دوپینگ خطی

توضیحات

عنوان فارسی:  شبیه سازی FET های نانو لوله‌ی کربنی با مشخصات دوپینگ خطی در نزدیکی اتصالات سورس و درین

عنوان انگلیسی:

Simulation of carbon nanotube FETs with linear doping profile near the source and drain contacts

چکیده

ما ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله‌ی ( ها) که در آن مناطق سورس و درین کانال (نانولوله های کربنی) به‌صورت غیریکنواخت دوپینگ شده است.های مانند () از تونل‌زنی از باند به باند، که به نوبه‌ی خود باعث رسانش دوقطبی می‌شود، رنج می‌برند. در این مقاله، یک مشخصه‌ی دوپینگ خطی برای نانولوله های کربنی () در نزدیکی اتصالات سورس و درین ارائه شده است. این مسئله موجب کاهش گرادیان هر مانع بالقوه در رابط بین قطعات ذاتی و دوپینگ شده از و سرکوب تونل‌زنی باند به باند و رسانش دوقطبی می‌شود. این دستگاه با حل معادلات شرودینگر و پواسون شبیه‌سازی شده است. روش تابع گرین نامتعادل () به منظور بررسی خواص انتقال استفاده شده است. روش فضای حالت غیرجفت‌شده به منظور کاهش بار محاسباتی استفاده شده است. نمودارهای باند انرژی محاسبه شده رفتار دوقطبی بهبود یافته و جریان پایین خاموش را توجیه می‌کند.

کلمات کلیدی: نانولوله های کربنی؛ دوقطبی بودن؛ تونل زنی باند به باند؛ مشخصه‌ی دوپینگ

مقدمه

امروز، دو نوع عمده از ها معرفی شده‌اند: های سد شاتکی ( ها) و های مانند (). ها از طریق تماس ذاتی به الکترودهای فلزی ساخته شده است. در ها مکانیزم غالب، انتقال جریان تونل‌زنی از طریق سدهای شاتکی در اتصالات سورس و درین است [1]. با توجه به سهم همزمان الکترون و حفره در انتقال، ها ویژگی دوقطبی از خود نشان می‌دهند و از کوچک بودن جریان روشن و بالا بودن جریان خاموش رنج می‌برند. برای غلبه بر این کاستی‌ها، نوع دوم ها به عنوان های مانند () با پایانه‌های دوپینگ شده توسعه  داده شده است. نانولوله‌ی کربن می‌تواند با الکترود فلزی تماس اهمی تشکیل دهد، اگر با ناخالصی‌های مناسب، معمولا پتاسیم دوپینگ شده باشد [2]. ها جریان روشن بالا و جریان خاموش پایین‌تری از ها دارند و مانند های عادی رفتار می‌کنند چون عرض سدهای شاتکی در اتصالات سورس و درین و در نتیجه انتقال دو قطبی در این ترانزیستورها سرکوب شده است [3،4]. مکانیسم غالب انتقال جریان در این گونه ترانزیستورها انتشار گرمایونی است که توسط تعدیل مانع در منطقه‌ی ذاتی کانال و با استفاده از ولتاژ گیت مناسب کنترل می‌شود [3]. با این حال در این مورد، تونل‌زنی الکترون از باند ظرفیت به باند هدایت و بالعکس، به منزله‌ی یک جریان نشتی است که جریان کل را در ولتاژ معکوس گیت بالا افزایش می‌دهد و از این‌که ها کاملاً تک‌قطبی شوند، جلوگیری می‌کند [5]. به دلیل شکاف کوچک‌تر نانولوله های کربنی قطر بزرگ، زمانی که قطر بزرگ‌تر باشد، تونل‌زنی باند به باند شدیدتر است. تلاش‌هایی برای توسعه‌ی های با خاصیت دوقطبی کاهش‌یافته، با تغییر سطح دوپینگ و یا با استفاده از یک ضخامت اکسید غیرمتقارن وجود داشته است [6،7]. در این مقاله یک مشخصه‌ی دوپینگ نوع خطی برای پایانه‌های سورس و درین نشان داده شده است. مشخصات دوپینگ پله‌ای (به عنوان یک تقریب از مشخصه‌ی دوپینگ خطی) را می‌توان با استفاده از یک روند دوپینگ چندگانه، مانند مراحل متعدد دوپینگ شیمیایی مدوله شده با منطقه‌ی در معرض مناسب در فرآیند لیتوگرافی برای هر مرحله، به دست آورد [8]. یکی دیگر از روش‌های دوپینگ غیریکنواخت توسط افضلی اردکانی و همکاران گزارش شده است [9]. بطور کلی دو روش برای تجزیه و تحلیل خواص ها در مقیاس نانو وجود دارد: روش‌های تابع گرین مکانیک کوانتومی کامل، و روش نیمه‌کلاسیک بر اساس تقریب [10،11]. نشان داده شده است که بسیاری از روش‌های بدنه‌ای فضای فوک، از قبیل روش چندپیکربندی تابع گرین، به منظور جذب اثر الکترون شارژی کم، به طور خاص برای سیستم‌های در مقیاس نانو با حالت‌های شبه محدود لازم است [12]. در این مقاله، از آن جهت که اکسید گیت نازک است، ظرفیت خازنی موثر کل هر یک از ساختار ها به اندازه‌ای بزرگ خواهد بود که تک انرژی شارژ الکترون در دمای اتاق بسیار پایین‌تر از از انرژی حرارتی گسترش () باشد. که در آن ثابت بولتزمن است و دمای مطلق است. بنابراین روش مرسوم () که بر اساس تقریب میانگین میدان می‌باشد، و هم‌چنین بسیاری از روش‌های بدنه‌ای فضای فوک در دمای اتاق نتیجه‌ای مشابه را با دستگاه پیشنهادی در شبیه‌سازی‌ها از خود نشلن می‌دهند [12،13]. ما از روش متداول جهت استخراج خواص الکتریکی ترانزیستور در حضور حالات شبه محدود خکان‌گونه که فیوری و همکاران پیشنهاد داده‌اند استفاده کرده‌ایم .

توجه:

• برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.