二维单层半导体材料应力及带间隧穿的第一性原理研究

发布时间：2022-02-15 12:48

　　随着科学技术的飞速发展,晶体管沟道材料的长度越来越小,短沟道效应变得不容忽视,造成栅极对器件的控制能力减弱,从而导致器件性能降低和功耗变大等一系列问题.二维材料代替块体材料作为隧穿场效应晶体管（TFET）的沟道对于解决上述问题具有明显的优势,所以寻找一种电子性能优异的二维材料亟不可待.本文通过密度泛函理论计算了二维单层β-tellurene和GeP的电子性质,并在此基础上结合非平衡格林函数的方法,研究了二维单层β-tellurene和GeP分别作为沟道材料的β-tellurene TFET和GeP TFET的性能以及应力对β-tellurene TFEF性能的影响.计算结果显示,对于β-tellurene TFET,其开关比可达到10⁵,并且SS低于60mV/dec.当对器件施加一定的应力,可以改善器件的性能.对于GeP TFET,由于其载流子迁移率具有各向异性,使器件在x方向的输运性能要优于y方向.并且其开关比可达到10⁹,可以很好的实现器件的开与关. 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区211工程院校

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

器件大小和单个芯片上器件多少的发展趋势

图 1.2 (a)传统 n-MOSFET 器件结构示意图; (b)载流子在沟道中的热运动和能带示意图.Fig. 1.2 (a) Schematic of a conventional n-MOSFET device. (b) Thermal transport and band diagram of carriers the channel.

图 1.3 (a)传统 n-TFET 器件结构示意图; (b)载流子在沟道中的隧穿图.Fig. 1.3 (a) Schematic of n-TFET device. (b) Tunneling transport and band diagram of carriers in the channel.1.1.3 二维材料的优势

【参考文献】：
期刊论文
[1]Silicene on substrates:A theoretical perspective[J]. 钟红霞,屈贺如歌,王洋洋,史俊杰,吕劲.  Chinese Physics B. 2015(08)
[2]Indirect-direct band gap transition of two-dimensional arsenic layered semiconductors—cousins of black phosphorus[J]. LUO Kun,CHEN ShiYou,DUAN ChunGang.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(08)



本文编号：3626663