Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Implementierung eines Algorithmus zur Berechnung des diffusiven elektronischen Transportes durch Kohlenstoffnanoröhrchen-Feldeffekttransistoren (CNTFETs) unter Verwendung des Drift-Diffusions-Modells. Als Grundlage dient ein bekannter, eindimensionaler Algorithmus für klassische Halbleiter, durch welchen das elektrostatische Potential im stationären Zustand berechnet werden kann. Dieser Algorithmus wird erweitert, um die geometrischen und physikalischen Besonderheiten von CNTFETs, insbesondere die Quasi-Eindimensionalität, zu berücksichtigen. Wichtige Kenngrößen des CNTFETs werden berechnet und deren Abhängigkeit von den Bauteilparametern wird untersucht.:1. Einleitung
2. Theoretische Betrachtungen
2.1. Kohlenstoffnanoröhrchen
2.1.1. Graphen als Baustein für CNTs
2.1.2. Eigenschaften von CNTs
2.2. Drift-Diffusions-Modell
2.2.1. Drift-Diffusions-Gleichungen
2.2.2. Kontinuitätsgleichungen
2.2.3. Poisson-Gleichung
3. Implementierung
3.1. Modell für klassische Halbleiter
3.1.1. Herleitung der dimensionslosen Bewegungsgleichungen
3.1.2. Umformung der Drift-Diffusions-Gleichungen
3.1.3. Iterative Lösung des Gleichungssystems
3.2. Anwendung des Modells auf Kohlenstoffnanoröhrchen
3.2.1. Betrachtetes Modell
3.2.2. Separationsansatz und Poisson-Gleichung
3.2.3. Anpassung der Drift-Diffusions-Gleichungen
3.2.4. Gate-Spannung
3.2.5. Intrinsische Ladungsträgerdichte und Ladungsträgerrandbedingungen
3.2.6. Dielektrizität
3.3. Numerik
3.3.1. Berechnung der Ladungsträgerdichten
3.3.2. Lösung der Poisson-Gleichung
3.3.3. Iterative Veränderung von Parameterwerten
3.3.4. Überprüfung der Konvergenz des Gitters
4. Auswertung
4.1. Literaturmodelle
4.2. Ergebnisse
4.2.1. Potentialverlauf
4.2.2. Potentialplateau
4.2.3. Abschirmlänge
4.2.4. Stromfluss
4.2.5. Rechenzeit
5. Zusammenfassung
Anhang
A. Herleitung der Drift-Diffusions-Gleichungen aus der Boltzmann-Transportgleichung
B. Herleitung der eindimensionalen Poisson-Gleichung aus dem Separationsansatz
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:21313 |
| Date | 28 May 2018 |
| Creators | Lorkowski, Florian |
| Contributors | Gemming, Sibylle, Schuster, Jörg, Wagner, Christian, Huber, Max, Technische Universität Chemnitz, Fraunhofer-Institut für elektronische Nanosysteme |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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