بررسی تحلیلی سرعت حامل بر اساس طول کانال و دما درکانال ترانزیستور FET با نانو نوار گرافن و تعمیم آن به نانو اسکرول گرافنی

مهندسی مخابرات جنوب

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 27 اردیبهشت 1402   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jce.2023.1978696.1191

نویسنده

بنفشه علیزاده عرشلو^*

گروه مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد میاندواب، میاندواب، ایران

چکیده

قطعات الکترونیکی مبتنی بر سیلیکون مانند یک ترانزیستور اثر میدان به‌طور پیش‌بینی‌شده ای با کاهش طول کانال آن به زیر 10 نانومتروداشتن مشکلات اسکلینگ ، به محدودیت شدید خود رسیده‌اند. با پیشرفت تکنولوژی، جایگزینی یک ماده جدید در کانال ترانزیستور ها پیشنهاد شد. با توجه به خواص عالی مواد جدیدی مثل گرافن و مشتقات آن مانند نانو اسکرول گرافن به عنوانکاندیدی برای کانال ترانزیستورها در نظر گرفته شده است. بااینکه جایگزینی آنها در FET مبتنی بر سیلیکون، نقش مهمی در افزایش سرعت قطعه دارد، ولی کوچک شدن ابعاد دستگاه منجر به چالش هایی مانند اثرات کانال کوتاه، جریان نشتی، مشکلات اتصال و اثرات کوانتومی شده است.با این حال نانوساختارها کاندیدهای ایده آلی برای غلبه بر مشکلات اسکلینگ می باشند. کانال ترانزیستوری مبتنی بر نانو نوار گرافن، به دلیل یکنواختی و ساختار لبه کامل از نظر اتمی، عرض بسیار باریک زیر 1 نانومتر، و ویژگی‌های الکترونیکی لازم، جایگزینی مناسب برای کانال ترانزیستورهایFET است. مقاله حاضر، مقیاس بندی کانال و سرعت حامل بار به عنوان یکی از قابل توجه ترین ویژگی ها برای مدل سازی ترانزیستورهای اثر میدانی در مقیاس نانو مورد بررسی قرار گرفته است. دراین مدل سرعت حامل های بار برای ترانزیستور اثر میدانی نانو نوار گرافن مدل شده است، دما، طول کانال و اثرات عدد کایرالیتی برجسته شده است. با گسترش طول کانال و افزایش دما، سرعت حامل کاهش می یابد و با افزایش عدد کایرالی، سرعت حاملها بهبود می یابد. در نهایت این نتایج با ویژگی های رول نمودن مقطع به ترانزیستور گرافن نانو اسکرول تعمیم می یابد.

کلیدواژه‌ها

گرافن نانو ریبون گرافن؛ نانو اسکرول؛ سرعت حاملهای بار؛ ترانزیستور اثر میدان؛ طول و حرارت کانال

مراجع