توضیحات
عنوان فارسی: مطالعه دقیق شبیه سازی اثر میدان ترانزیستور نانولوله ای با کربن دروازه ای و مواد دوگانه
عنوان انگلیسی:
Detailed simulation study of a dual material gate carbon nanotube field-effect transistor
چکیده
برای اولین بار، نوع جدیدی از ترانزیستور های اثر میدان نانولوله ای (CNTFET)، دروازه دو ماده ای (DMG)-CNT FET، پیشنهاد و شبیه سازی شده است که از شبیه سازی کوانتومی استفاده می کند که مبتنی بر راه حل قایم بالذات بین دو معادله پواسون دو بعدی و معادله شرودینگر به همراه شرایط مرزی می باشد، در میان چارچوب تابع گرین غیر تعادلی(NEGF). ساختار پیشنهاد شده شبیه به آن چیزی است از CNTFET محوری معمولی به همراه استثنا که دروازه DMG-CNTFET شامل دو فلز تماسی جانبی با توابع کاری متفاوت می باشد. نتایج شبیه سازی نشان دادند که DMG-CNTFET به صورت قابل توجهی جریان نشتی، انتقال تخلیه و نوسان زیر آستانه را کاهش می دهد، و نسبت جریان خاموش-روشن و ولتاژ بدست آمده را به صورت مقایسه شده با CNTFET معمولی زیاد می کند.
نشان می دهیم که پتانسیل در ناحیه کانال تابع پله ای را نشان می دهد که آزمایش تنوع پتانسیلی تخلیه را بوسیله دروازه نزدیک تخلیه مطمئن می سازد که در اثرات کانالی کوتاه بسته شده نتیجه می شود مثل مانع کاهش دهنده متمایل به تخلیه (DIBL) و اثر حامل داغ.
کلید واژه ها: CNTFET ، دروازه مواد دوگانه (DMG) ، اثرات کوتاه کانال (SCEs) ، تابع گرین غیر تعادلی (NEGF)
مقدمه
نانولوله های کربنی تک دیواری(CNTها) از موضوعات مورد علاقه الکترونیک برای آینده شده اند بخاطر خصوصیات اپتیکی و الکترونیکی استثنائی شان. آنها به صورت خاصی برای کاربردهای سرعت بالا به جهت خصوصیات شبه بالیستیک شان [1.2] و سرعت بالای فرمی(تقریبا ) جذاب هستند[3]. CNT ها به عنوان یک زیر مجموعه مهم از ساختارهای تک بعدی (1-D) ب ههمراه بالاترین پتانسیل شناخته شده اند تا نسبت کاربردهای منطقی ظهوریافته مثل ترانزیستورهای اثر میدانی را ریسک کنند(FETها). در نتیجه CNTFET ها توجه زیادی را به دلیل تظاهر اولشان به خود جلب می کنند[4,5]. ترانزیستورهای CNT که به ابعاد تقریبا 10nm یا حتی کمتر کوچک شده است، مقادیر زیادی از توجه ها را به خود جلب کرده است[6-8]. CNTFET ها دستگاه های با بدنه فوق نازک[9] هستند که از تخریب متحرک رنج نمی برند همانطور که برای MOSFET های سیلیکونی به همراه ابعاد نانومتری مشاهده شد[10]. این نانولوله ها را برای مقیاس بندی کردن تهاجمی طول کانال به خوبی به محدوده نانومتری مناسب باشند در حالی که خصوصیات الکتریکی نوع کانال طویل را حفظ می کند[11].
از طرف دیگر، اثرات کانال کوتاه(SCEها) وقتی اتفاق می افتد که طول کانال کوتاه شود به جهت اینکه سهم استفاده از منابع آبی و فاضلاب افزایش یافته است. چندین ساختار دستگاه جدید در متون گزارش شده است که SCE های دلخواه را در FET ها گیر بیندازند[12]. یکی از این ساختارها FET دروازه دو ماده ای(DMG) می باشد، که “مهندسی ماده ای دروازه ای” را به جای “مهندسی ناخالص سازی” به کار می برند تا هم راندمان حامل و SCE ها را بهبود بخشند[13-18].
برای ترکیب سازی مزایای ساختارهای CNTFET و DMG، ساختار جدیدی را فرض کرده ایم، DMG-CNTFET، که شبیه به CNTFET محوری معمولی ای[19] است به همراه این استثنا که این دروازه استوانه ای است که شامل دو فلز متفاوت با تابع کاری متفاوت است. این دو فلز به دروازه استوانه ای بوسیله در تماس دادن آنها در آینده ادغام می شودند. به علاوه، فلزی را انتخاب کردیم با تابع کاری بالاتری به عنوان ماده 1 دروازه، که به منبع نزدیک است، و فلزی با تابع کاری پائین تر به عنوان ماده 2، که به تخلیه نزدیک است[13].
بنابراین، برای اولین بار در این مطالعه، ما DMG-CNTFET را شبیه سازی کرده ایم که از شبیه سازی کوانتومی دوبعدی استفاده می کند. شبیه سازی ها بوسیله راه حل قائم بالذات دو بعدی معادلات پواسون – شرودینگر انجام شده است، در میان فرمالیسم های تابع گرین غیر تعادلی(NEGF). سپس ما خصوصیات الکتریکی اساسی DMG-CNTFET بدست آوردیم مثل خصوصیات خروجی، خصوصیات ترانس هدایت، پتانسیل الکتروستاتیکی، میدان الکتریکی، سرعت الکترونی، تراکم محلی وضعیت ها(LDOS) و چگالی الکترونی. نتایج ما نشان می دهد که DMG-CNTFET پیشنهاد شده به صورت قابل ملاحظه ای کاهش SCE ها را نشان می دهد، بنابراین آن را به ساختار دستگاهی بسیار قابل اعتماد ر مقایسه با CNTFET معمولی(C-CNTFET) برای عملکرد بالا مدار CMOS برنامه های کاربردی تبدیل می کند.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا از گزینه افزودن به سبد خرید استفاده فرمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.