二碲化钨晶体管输运特性及其构建逻辑电路研究

发布时间：2024-04-15 04:52

　　二碲化钨(WTe₂)作为一种类石墨烯的新型过渡性金属硫化物材料,具有较高的载流子迁移率,在纳米场效应管领域具有较大应用前景。本文基于量子输运理论,采用非平衡格林函数和泊松方程自洽求解法,研究了以WTe₂为沟道材料的场效应管的输运特性。主要的工作内容包括以下几个方面:(1)在采用密度泛函第一性原理计算WTe₂能带结构的基础上,研究了n-i-n型WTe₂-FET器件的输运特性,详细探究了栅长、温度、掺杂浓度对于WTe₂-FET器件性能的影响。得出以下研究结论:随着器件栅长的增加,短沟道效应减弱,器件的关态电流变小,开关电流比增大,平均亚阈值降低,但还是大于60m V/dec;在常温300K下,开关电流比约为10³数量级,随着温度的增加,关态电流也在逐渐增加,开关电流比降低,说明器件在低温环境下能获得更高的开关电流比和更好的器件电学特性;研究发现在掺杂浓度为0.005摩尔分数时,器件具有最大约为10⁴的开关电流比,平均亚阈值摆幅约为150m...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1二维石墨烯构筑其他碳材料

伏器件[35,36]、逻辑器件[37]、存储器件[38]、传感器[39]等等。TMDCs二维材料已经成为未来超大规模集成电路的研究热点，这些材料在电子和光电设备以及传感器方面有广阔的应用前景。此外，纳米级二维TMDCs材料相较于石墨烯其薄膜表面积更大，且薄膜表面的硫原子能够对金属....

图1.2TMDCS的三明治结构

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论4润滑剂之一，并且因其抗辐射能力强的特性也常被用于高温、高压、真空以及强辐射等严苛环境，甚至航空航天领域也将其作为高润滑性能的固体润滑材料。（3）黑磷和石墨烯类似，磷这种元素广泛存在与地壳中。磷元素家族包括了白磷和红磷，然而白磷这种....

图1.3（a）BP主视图；（b）BP左视图；（c）BP俯视图；（d）BP俯视图中所示的局部结构示意图

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论5黑磷的带隙宽度和电子迁移率仅次于石墨烯材料，远超二维TMDCs材料，但是黑磷能够补救石墨烯材料带隙为零的缺陷，以单原子层结构的黑磷作为沟道材料研制的光电晶体管可以用于光电检测器设备，在探测中长波红外光方面十分具有潜力，同时由于黑磷....

图1.4机械剥离法示意图

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论6二维材料的制备工艺自从二十一世纪初英国科学家使用胶粘法从石墨成功分离出单原子层石墨烯，石墨烯凭借其出色的电光性能以及良好的物理特性，被广泛应用于新能源电池、传感器、晶体管、柔性显示屏等领域，微纳电子学界就引起了一波研究二维材料的热....

本文编号：3955764