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Feldeffekttransistoren auf Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen: Vergleich zwischen atomistischer Simulation und Bauelementesimulation

Kohlenstoffnanoröhrchen (CNTs) sind vielversprechende Kandidaten für neuartige nanoelektronische Bauelemente, wie zum Beispiel Transistoren für Hochfrequenzanwendungen. Simulationen CNT-basierter Bauelemente sind dabei unverzichtbar, um deren Anwendungspotential und das Verhalten in Schaltungen zu untersuchen. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf einen Methodenvergleich zwischen einem atomistischen Ansatz basierend auf dem Nichtgleichgewichts-Green-Funktionen-Formalismus und einem Modell zur numerischen Bauelementesimulation, welches auf der Schrödinger-Gleichung in effektiver-Massen-Näherung basiert. Ein Transistor mit zylindrischem Gate und dotierten Kontakten wird untersucht, wobei eine effektive Dotierung genutzt wird.
Es wird gezeigt, dass die Beschränkungen des elektronischen Transports durch Quan-
teneffekte im Kanal nur mit dem atomistischen Ansatz beschrieben werden können. Diese Effekte verhindern das Auftreten von Band-zu-Band-Tunnelströmen, die bei der numerischen Bauelementesimulation zu größeren Aus-Strömen und einem leicht ambipolaren Verhalten führen. Das Schaltverhalten wird hingegen von beiden Modellen vergleichbar beschrieben. Durch Variation der Kanallänge wird das Potential des untersuchten Transistors für zukünftige Anwendungen demonstriert. Dieser zeigt bis hinab zu Kanallängen von circa 8 nm einen Subthreshold-Swing von unter 80 mV/dec und ein An/Aus-Verhältnis von über 10⁶.

Identiferoai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:bsz:ch1-qucosa-157276
Date16 December 2014
CreatorsFuchs, Florian
ContributorsFraunhofer Institut für elektronische Nanosysteme, Back-End of Line, Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Naturwissenschaften, Dr. Jörg Schuster, Dr. Andreas Zienert, Prof. Dr. Stefan E. Schulz, Prof. Dr. Angela Thränhardt
PublisherUniversitätsbibliothek Chemnitz
Source SetsHochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden
Languagedeu
Detected LanguageGerman
Typedoc-type:masterThesis
Formatapplication/pdf, text/plain, application/zip

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