Schottky-barrier double-walled carbon nanotube field-effect transistors
研究了基于双层碳纳米管的肖特基势垒场效应晶体管的电子输运性质。由于肖特基势垒的电子-空穴不对称性，这类DWNT-FET表现出$I$ - $V$特性和阈值电压的不对称性。金属内壳的存在诱导了大的有效带隙，其比由于单壁碳纳米管FET的半导体壳单独引起的有效带隙大一个数量级。
2007-07-26 cond-mat.mes-hall
A Numerical Study of Scaling Issues for Schottky Barrier Carbon Nanotube Transistors
我们进行了一个全面的缩放研究肖特基势垒碳纳米管晶体管使用自洽，原子尺度模拟。我们限制我们的注意力肖特基势垒碳纳米管FET的金属源极/漏极连接到本征碳纳米管通道。双极性导电被发现是一个重要的因素，必须仔细考虑在器件设计中，特别是当栅氧化层是薄的。由源漏隧穿所施加的沟道长度缩放限制被发现在5 nm和10 nm之间，取决于关断电流规格。使用大直径管增加了导通电流，但也增加了漏电流。我们对栅极电介质缩放的研究表明，纳米管上的电荷在阈值以上可以发挥重要作用。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall
A back-to-back diode model applied to MoS2 van der Waals Schottky diodes
本研究提出双肖特基势垒模型，可通过室温两端电流-电压测量从带石墨烯接触的MoS₂晶体管中提取符合肖特基-莫特规则的势垒高度，还能原位调控势垒，验证了背靠背二极管模型对全范德华晶体管二极管特性的表征能力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky-to-Ohmic Crossover in Carbon Nanotube Transistor Contacts
对于碳纳米管晶体管，与石墨烯一样，电接触是限制器件性能的关键因素。我们计算的纳米管直径和金属功函数的函数的设备特性。虽然通态电流连续变化，但传输特性揭示了从肖特基到欧姆接触的相对突然的交叉。我们发现，典型的高性能设备惊人地接近交叉。令人惊讶的是，即使在这种情况下，隧穿也起着重要的作用，因此电流不能像预期的那样随着栅极电压饱和，这是由于“源极耗尽”。
2013-08-27 cond-mat.mes-hall
Schottky barriers in carbon nanotube heterojunctions
我们研究了金属和半导体单壁碳纳米管之间的异质结的电子性质。与传统的半导体异质结构相比，一维纳米管系统中长程库仑相互作用的无效屏蔽大大改变了电荷转移现象。耗尽区的长度在很宽的范围内（从纳米管半径到纳米管长度）敏感地取决于掺杂强度而变化。肖特基势垒引起异质结的I-V特性的不对称性，这与Yao { \it et al.}和Fuhrer { \it et al.}动态电荷积累结附近的结果在一个阶梯状增长的电流在反向偏置。
1999-10-11 cond-mat.mes-hall
Band Structure, Phonon Scattering and the Ultimate Performance of Single-Walled Carbon Nanotube Transistors
半导体单壁碳纳米管的扩散输运制度进行了研究。发现峰值迁移率与纳米管直径的平方成比例，与温度成反比。最大电导，校正的接触，是线性的直径和反温度。这些结果与结合纳米管的不寻常的能带结构的声学声子散射的理论预测吻合得很好。这些测量结果为在扩散机制下工作的纳米管晶体管的性能设定了上限。
2005-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky Collector Bipolar Transistor without Impurity Doped Emitter and Base: Design and Performance
在本文中，我们报告了一种替代的方法，实现肖特基集电极双极晶体管，而不掺杂的SOI薄膜。使用不同的金属功函数电极，在本征硅膜中诱导电子和空穴以分别产生n发射极和p基极区。使用二维器件模拟，所提出的设备的性能进行了评估。我们的结果表明，电荷等离子体为基础的双极晶体管肖特基集电极具有较高的电流增益和更好的截止频率相比，其传统的同行。
2013-08-20 cond-mat.mes-hall
Metallic Carbon Nanotubes as High-Current-Gain Transistors
低维金属输运是现代高性能晶体管的核心。虽然目前最好的器件是基于III-V异质结量子阱通道，但我们证明了更大的性能增益存在于一维碳纳米管的独特特性中。使用最近的实验数据，我们展示了如何在金属纳米管的简并载流子动力学的具体功能，使一类新的量子限制信号检测器，其电流增益超过目前的晶体管技术。我们通过微观守恒的量子动力学描述，分析了简并度和散射动力学对量子力学的关键相互作用。
2006-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging Dissipation and Hot Spots in Carbon Nanotube Network Transistors
我们使用碳纳米管网络（CNN）晶体管的红外测温，并发现在操作过程中形成的独特的热点。然而，击穿时的平均CNN温度明显低于单个纳米管击穿时的预期温度，这表明纳米管结处的功率耗散极高。统计分析和与热模型的比较可以提取平均管-管结热阻，~4.4x10^11 K/W（热导率~2.27 pW/K）。这表明纳米管结对CNN传输、耗散和可靠性的影响比诸如低衬底热导率的外在因素大得多。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching Mechanism in Single-Layer Molybdenum Disulfide Transistors: an Insight into Current Flow across Schottky Barriers
在这篇文章中，我们研究了单层二硫化钼（MoS 2）晶体的金属接触特性，揭示了MoS 2晶体管开关机制的本质。在研究晶体管行为的接触长度的变化，我们发现，金属/二硫化钼结的接触电阻率是由接触面积，而不是接触宽度。对于金属（Ti）接触的单层MoS 2，在导通状态下，最小的栅相关传输长度约为0.63 μm。这些结果表明，MoS 2晶体管是肖特基势垒晶体管，其中通/断状态通过调整接触处的肖特基势垒来切换。源极和漏极势垒的有效势垒高度主要分别由栅极和漏极偏置控制。讨论了短沟道器件的漏致势垒窄化效应，在沟道长度限制下，该效应可以减小MoS_2肖特基势垒晶体管接触电阻大的影响。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Terahertz response of carbon nanotube transistors
本文提出了一种基于自洽非平衡格林函数的含时量子输运方法。该技术被应用到弹道碳纳米管晶体管的存在下，在栅极的时间谐波信号。在ON状态下，动态电导在太赫兹频率处表现出等离子体共振峰。这些在OFF状态下消失，动态电导显示出平滑的振荡，这是单粒子量子效应的特征。我们发现，纳米管的动力学电感起着至关重要的作用，在高频行为。
2009-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric Schottky Contacts in Bilayer MoS2 Field Effect Transistors
讨论了CVD合成双层MoS 2沟道和Ti肖特基接触的背栅场效应晶体管的高偏置电特性。我们发现，氧化钛接触MoS 2形成整流结的肖特基势垒高度为0.3至0.5 eV。为了解释晶体管的整流输出特性，我们提出了一个基于两个稍微不对称的背靠背肖特基势垒的模型，其中最高电流来自于在电强制结处的镜像力势垒降低，而反向电流是由于接地结处的肖特基势垒限制注入。该器件在5 mWcm-2白光LED光下实现了大于2.5 AW-1的光响应度。通过比较两个和四个探针的测量，我们表明，滞后和持久的光电导所表现出的晶体管的特点的MoS 2通道，而不是Ti/MoS 2接口的影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Characterization of self-heating in cryogenic high electron mobility transistors using Schottky thermometry
基于高电子迁移率晶体管（HEMT）的低温低噪声放大器广泛应用于射电天文学、深空通信和量子计算等领域，因此，控制微波噪声系数的物理机制具有实际意义。特别是，在低温下的门的热噪声的贡献仍然不清楚，由于缺乏在这些条件下的热阻的实验测量。在这里，我们报告的栅极结温度和热阻的HEMT在低温和室温下使用肖特基测温方法测量。在温度$\sim 20$ K下，我们观察到热阻与功率的非线性趋势，这与声子辐射的热耗散一致。基于这一发现，我们认为在低噪声偏置和液氦温度下的声子辐射的热输运，并估计从门的热噪声是几倍大于先前假设由于自加热。我们的结论是，没有改进的热管理，自加热的结果在一个实际的下限微波噪声系数的HEMT在低温温度。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral scaling in carbon nanotube field-effect transistors
我们已经制造了碳纳米管（CN）场效应晶体管与多个，可单独寻址的栅极段。当使用控制器件内部的栅极段与控制源极和漏极附近的栅极段切换时，器件表现出明显不同的晶体管特性。我们归因于这种差异的变化，从肖特基势垒调制在接触批量开关。我们还发现，通过散装部分的电流是独立的栅极长度的任何栅极电压，提供直接的证据弹道输运在半导体CN在至少几百纳米，即使是相对较小的载流子速度。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-short suspended single-wall carbon nanotube transistors
我们描述了一种方法来制造干净的悬浮单壁碳纳米管（SWCNT）晶体管托管一个单一的量子点的长度范围从几十纳米到$\approx$ 3纳米。我们首先在单个单壁碳纳米管的顶部对齐窄的金蝴蝶结并悬挂设备。然后，我们使用反馈控制的电迁移来打破金结，并暴露纳米尺寸的单壁碳纳米管部分。我们在低温下测量这些器件中的电子输运，并表明它们形成清洁和可调的单电子晶体管。这些超短悬置晶体管提供了研究具有强电子-振子耦合的太赫兹振荡器的前景。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A simple drain current model for Schottky-barrier carbon nanotube field effect transistors
我们报告了一种新的计算模型，有效地模拟碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）。在该模型中，中心区域由充当导电通道的半导体纳米管形成，由薄氧化物层和金属栅电极包围。在半导体沟道的两端，两个半无限金属储层充当源极和漏极接触。的电流-电压特性的计算使用Landauer形式主义，包括肖特基势垒物理的影响。描述了CNT-FET的主要工作机制，包括电子和隧道电流分量、捕获双极传导、多通道弹道输运和由纳米管电容主导的静电。成功地计算结果相比，更复杂的方法的基础上非平衡格林函数形式主义（NEGF）。
2006-10-31 cond-mat.mes-hall
Multiscale Modeling of Nanowire-based Schottky-Barrier Field-Effect Transistors for Sensor Applications
我们提出了一个理论框架的计算电荷传输通过基于硅的肖特基势垒场效应晶体管，概念上是简单的，但仍然捕捉到相关的物理机制的运输过程。我们的方法结合了两种方法在不同的长度尺度：（1）有限元方法被用来模拟现实的设备的几何形状，并计算通过肖特基势垒的静电势求解泊松方程，和（2）的Landauer方法结合非平衡格林函数的方法被用来计算通过设备的电荷输运。我们的模型正确地再现了典型的I-V特性的场效应晶体管和饱和漏电流的依赖性的栅极场和器件的几何形状是在良好的协议与实验。我们的方法适用于任意器件几何形状的一维肖特基势垒场效应晶体管，并且旨在成为开发基于纳米线的传感器的模拟平台。
2011-05-26 cond-mat.mes-hall
Local-gated single-walled carbon nanotube field effect transistors assembled by AC dielectrophoresis
我们提出了一个简单的和可扩展的技术，用于制造的解决方案处理和局部栅控碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）。该方法是基于通过AC介电电泳（DEP）将来自二氯乙烷的单个单壁碳纳米管定向组装到预先图案化的源极和漏极上，其中在中间具有局部铝栅极。与全局背栅相比，局部栅控CNT-FET器件显示出优越的性能，其开关比为10^4，最大亚阈值摆幅为170 mV/dec。局部底栅DEP组装的CNT-FET将促进互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容纳米电子器件的大规模制造。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytical Model of One-Dimensional Ballistic Schottky-Barrier Transistors
基于WKB近似，提出了一种新的具有肖特基势垒接触的类肖特基一维弹道晶体管漏电流解析模型。通过对Fermi-Dirac分布函数和传输概率的适当近似，得到了Landauer积分的解析解，克服了现有模型的局限性，并将其适用范围扩展到模拟应用所需的高偏置电压。传输和输出特性的模拟被发现是与亚10纳米CNTF的实验数据一致。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall
A current-voltage model for Schottky-barrier graphene based transistors
提出了一种计算石墨烯纳米带（GNR）场效应晶体管（FET）电流-电压特性的低复杂度计算模型，该模型能够在几秒钟内用PC机模拟100个点。对于量子电容控制的器件，可以跳过静电势的自洽计算。相反，解析的拉普拉斯方程的封闭形式的静电势产生准确的结果相比，通过自洽非平衡格林函数（NEGF）的方法得到的。该模型包括隧道电流通过肖特基势垒（SB）在接触界面和势垒上方的电子电流，适当地捕捉任意的物理和电气参数的影响。
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Proposal and design of a new SiC-emitter lateral NPM Schottky collector bipolar transistor on SOI for VLSI applications
采用二维模拟方法研究了一种新型双极晶体管结构，即SOI衬底SiC发射极横向NPM肖特基集电极双极晶体管（SCBT）。提出的结构与其等效的Si横向NPN BJT和SiC发射极横向NPN HBT的全面比较。基于模拟结果，作者第一次证明，提出的SiC发射极横向NPM晶体管显示出优越的性能，在高电流增益和截止频率，降低集电极电阻，可以忽略的反向恢复时间和抑制柯克效应方面，其等效的Si横向NPN BJT和SiC发射极横向NPN HBT。文中还讨论了一种与BiCMOS工艺兼容的简单制造工艺。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall
New Schottky-gate Bipolar Mode Field Effect Transistor (SBMFET): Design and Analysis using Two-dimensional Simulation
提出了一种新的肖特基栅双极型场效应晶体管（SBMFET），并通过二维模拟进行了验证。与使用深扩散p+区作为栅极的常规BMFET的情况不同，所提出的器件使用在硅平面表面上形成的肖特基栅极，用于将少数载流子注入漂移区。与传统的BMFET相比，SBMFET具有更高的电流增益，相同的击穿电压和导通压降。由于SBMFET的制造简单得多，并且消除了对P+栅极的深度热扩散的需要，因此SBMFET在中等功率高电流开关应用中具有重要的实际意义。
2010-08-18 cond-mat.mes-hall
Simulation of Schottky-Barrier Phosphorene Transistors
用非平衡格林函数方法模拟了基于少层和单层磷烯的肖特基势垒场效应晶体管（SBFET）。结果表明，栅氧化层厚度的减小导致了显著的双极I-V特性和最小漏电流的显著增加。当栅极绝缘体较薄且层数较多时，漏电问题尤其严重，但可通过将磷烯减少为单层或双层来有效抑制。与二维石墨烯和层状二硫属化合物材料不同，磷烯SBFET的导通电流和金属与磷烯之间的金属-半导体接触电阻强烈依赖于输运晶向。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Understanding contact gating in Schottky barrier transistors from 2D channels
本文提出了一种新的双路径模型来定量解释背栅肖特基势垒场效应晶体管（SB-FET）的亚阈值特性。该模型集成了SB-FET的“传统”模型与接触门控现象-一种显著影响背栅场效应晶体管源极载流子注入的效应。通过与大量具有不同通道厚度的背栅WSe 2器件的实验特性进行仔细比较，验证了双路径模型。我们的研究结果被认为是至关重要的定量分析的许多三端装置与体通道。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
High-frequency performance of scaled carbon nanotube array field-effect transistors
我们报告了碳纳米管阵列晶体管的射频性能，这些晶体管是通过在完全可扩展的器件平台上对齐高度分离的半导体碳纳米管组装而实现的。在100 nm的栅极长度，我们观察到输出电流饱和，并获得测量，非本征电流增益和功率增益截止频率，分别为7 GHz和15 GHz。虽然非本征电流增益与现有技术相当，但非本征功率增益得到改善。153 GHz和30 GHz的去嵌入的本征电流增益和功率增益截止频率是迄今为止实验达到的最高值。我们分析了直流和交流性能参数的一致性，并讨论了碳纳米管阵列晶体管在高频电子学中未来应用的要求。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Carbon Nanotube/Organic Semiconductor Interfacial Area on the Performance of Organic Transistors
我们发现，并五苯晶体管的性能可以显着提高，通过最大限度地提高单壁碳纳米管（SWCNT）/并五苯的界面面积。通过将不同密度（0-30 μm）的短单壁碳纳米管锚定到Pd电极来改变界面面积。与具有零SWCNT的器件相比，对于低、中和高SWCNT密度，平均迁移率分别增加三倍、六倍和九倍。随着单壁碳纳米管密度的增加，电流通断比和导通电流分别增加了40倍和20倍。我们解释了使用降低的单壁碳纳米管/并五苯界面的势垒高度的改善的器件性能。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Au-Gated SrTiO3 Field-Effect Transistors with Large Electron Concentration and Current Modulation
报道了在混合分子束外延生长的n型SrTiO 3薄膜上制备低漏电流整流Pt和Au肖特基二极管以及Au栅金属半导体场效应晶体管（MESFFET）。与以前的研究一致，我们发现，相比Pt，Au提供了更高的肖特基势垒高度与SrTiO 3。由于SrTiO 3的介电常数大，Au的肖特基势垒高度高，金栅MESFER能够调制~1.6 × 1014 cm-2的电子密度，在任何材料系统中使用金属栅极实现的最高调制。这些MESFET调制电流密度高达~68 mA/mm，比最好的SrTiO 3 MESFET大~ 20倍。我们还讨论了界面层的作用，和场依赖的介电常数的SrTiO 3在提高夹断电压的MESFET。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamental Performance Limits of Carbon Nanotube Thin-Film Transistors Achieved Using Hybrid Molecular Dielectrics
在过去的十年中，半导体碳纳米管薄膜已被公认为在电子、能源和传感领域具有广泛应用的竞争材料。特别是，大面积柔性电子器件的改进已经通过生长后处理的独立进步来实现，以解决金属与半导体碳纳米管的异质性，改善栅极的异质性，以及自组装工艺。此外，特定器件组件的受控调谐提供了材料性质和器件性能指标之间的权衡的基本探测器。尽管如此，碳纳米管晶体管的性能适合于现实世界的应用，等待在独立开创的设备组件集成的理解为基础的进展。我们通过将高纯度半导体碳纳米管薄膜与定制设计的混合无机-有机栅极电介质集成在一起来实现这一目标。这种材料的协同组合避免了传统的设计权衡，导致几种晶体管性能指标的同时进步，例如，介电常数（6.5 μS/μm）、本征场效应迁移率（147 cm^2/Vs）、亚阈值摆幅（150 mV/decade）和开/关比（5 x 10^5），同时还实现了在环境条件下的无介电常数操作。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Quantum Capacitance of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
用原子密度泛函理论计算了金属圆柱栅与碳纳米管之间的电容。结果强调量子电容在限制甚至增强CNT的屏蔽性能的主导作用。指出了电子态密度（DOS）以外的其它对量子电容的贡献。负值的量子电容得到低密度系统，相应地过屏蔽的门场。量子电容的这种非常规行为与交换贡献在CNT的总电子能量中的主导地位有关。
2004-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drain Voltage Scaling in Carbon Nanotube Transistors
虽然减少碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中的氧化物厚度提高了导通行为，但我们证明了这也需要缩放漏极电压的范围。由于源极和漏极接触处的肖特基势垒的调制，需要这种缩放来避免关断电流随漏极电压呈指数级增加。我们说明了这与底栅双极CNFET的氧化物的2和5纳米的结果，并给出一个明确的缩放规则的漏极电压。在漏极电压极限以上，截止电流变大并且具有相等的电子和空穴贡献。这使得最近报道的光发射从适当偏置的CNFET。
2003-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Counting and manipulating single electrons using a carbon nanotube transistor
我们报告了单个金纳米颗粒的电测量结果，该纳米颗粒具有约$10^{19} Ω$的超高接触电阻。高阻抗测量是通过计算转移到粒子上的电子来进行的。为了做到这一点，碳纳米管被用作提供电子的电极，但也用作电荷转移的检测器。使用单电子检测的测量使我们能够确定Au纳米颗粒中的电子状态之间的分离，该分离约为4 meV，与颗粒的充电能量一致。纳米管单电子探测技术为高阻分子体系中电子转移的研究提供了广阔的前景。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytical model of 1D Carbon-based Schottky-Barrier Transistors
纳米晶体管通常在远离平衡（FFE）的条件下工作，既不能用漂移扩散来描述，也不能用纯粹的弹道模型来描述。在碳基纳米晶体管中，源极和漏极接触通常以肖特基势垒（SB）的形成为特征，对输运具有强烈的影响。在这里，我们提出了一个一维场效应晶体管（FET）的模型，同时考虑到在平等的基础上SB接触和FFE运输制度。中间运输引入内的Buttiker探针耗散运输的方法，其中一个非弹道晶体管被视为一个合适的系列个别弹道通道。我们的模型允许SB和双极FFE运输的相互作用的研究，特别是SB有限和耗散有限的运输之间的过渡。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Non-volatile molecular memory elements based on ambipolar nanotube field effect transistors
我们制作了空气稳定的n型双极碳纳米管场效应晶体管（CNFET），并将其用于纳米级存储单元。N型晶体管是通过在氢气中退火纳米管并通过钴电极接触它们来实现的。扫描栅显微镜显示，这些设备的体响应是类似的金接触的p-CNFET，确认肖特基势垒形成在接触界面处确定电子和空穴传输制度的可访问性。双极器件的传输特性和库仑阻塞（CB）光谱显示出强烈增强的栅极耦合，最有可能是由于氢退火过程中硅/二氧化硅界面处的缺陷密度降低。"开“状态下的CB数据表明，这些CNFET在高静电掺杂下几乎是弹道导体。由于它们的纳米级电容，CNFET对沟道周围的单个电荷的存在极其敏感。我们证明，这种属性可以利用来构建数据存储元件，在几个电子的水平。
2002-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Yield of Memory Elements from Carbon Nanotube Field-Effect Transistors with Atomic Layer Deposited Gate Dielectric
碳纳米管场效应晶体管（CNT FET）已被提议作为未来纳米电子学的可能构建块。但是CNT FET的挑战在于它们似乎在其传输特性中随机地显示不同的滞后量。滞后通常归因于纳米管和栅极之间的电介质层中的电荷捕获。这项研究包括94个CNT FET样品，提供了一个前所未有的统计基础上看到在五个不同的CNT栅极配置的滞后。我们发现记忆效应可以通过仔细设计纳米薄层的栅介质来控制。通过使用HfO $_{2}$和TiO $_{2}$在三层结构中的原子层沉积（ALD），我们实现了第一个CNT FET，其传输特性具有一致且窄分布的记忆效应。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extremely high mobility over 5000 cm2/Vs obtained from MoS2 nanosheet transistor with NiOx Schottky gate
二硫化钼（MoS 2）纳米片是一种二维半导体材料，近年来被认为是突破石墨烯等现有半导体材料极限的一种新材料。然而，其在载流子迁移率方面的潜力仍然被贬低，因为场效应迁移率仅从金属-绝缘体-半导体场效应晶体管（MISFET）测量，其中位于绝缘体/MoS 2界面处的导电载流子的输运行为受到界面陷阱和栅极电压的干扰。在这里，我们首次报道了具有NiOx肖特基电极的MoS 2基金属半导体场效应晶体管（MESFFET），其中肖特基器件的最大迁移率或载流子输运行为几乎不受通态栅极场的干扰。在-1 ~ -2 V的低阈值电压下，单层、双层和三层MoS 2的MESFET分别具有6000、3500和2800 cm 2/Vs的高迁移率。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Device Perspective for Black Phosphorus Field-Effect Transistors: Contact Resistance, Ambipolar and Scaling
虽然已经成功地剥离了单层黑磷（BP）或磷烯（phosphorene），并对其光学性质进行了探索，但器件的大部分电性能都表现在少层磷烯和超薄BP膜上。本文研究了超薄BP场效应晶体管沟道长度的缩放，并讨论了一种利用不同接触金属改变晶体管特性的方案。通过研究不同沟道长度下晶体管的行为，可以从传输长度法（TLM）中提取接触电阻。对于不同的接触金属，我们发现，金属/BP界面有不同的肖特基势垒高度，导致接触电阻的显着差异，这是很大的不同，从以前的研究过渡金属二硫属化物（TMDs），如MoS 2，其中费米能级被强烈钉扎在金属/MoS 2界面的导带边缘附近。BP晶体管的本质是肖特基势垒FET，其中通过调节两个触点处的肖特基势垒来控制导通和关断状态。我们还观察了具有增强的n型漏电流的BP晶体管的双极特性，并证明了通过控制栅极偏置和漏极偏置，p型载流子可以容易地转移到n型或反之亦然，显示了实现BP CMOS逻辑电路的潜力。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transconductance and Coulomb blockade properties of in-plane grown carbon nanotube field effect transistors
由单壁碳纳米管（SWCNT）制成的单电子晶体管（SET）有望用于以超低功耗运行的量子电子器件，并允许电子输运的基础研究。我们报告的SET注册面内生长，利用定制的纳米级催化剂图案和化学气相沉积。金属单壁碳纳米管已被删除的电气老化技术和共同的栅极滞后被删除使用PMMA和烘烤，导致场效应晶体管具有大的开/关比高达10^5。进一步分割成200 nm短半导体SWCNT器件产生了量子点，其在库仑阻塞状态下显示电导振荡。所展示的配准面内生长的利用打开了创建新的SET器件几何形状的可能性，所述几何形状更复杂，即横向有序和可扩展，如高级量子电子器件所需的。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky-like barrier characterization of field-effect transistors with multiple quasi-ballistic channels
通过适用于多个一维沟道的基于Landauer-Büttiker的提取方法（LBM），在不同的碳纳米管和纳米线器件技术上评估了场效应晶体管（FET）中由金属接触和多个一维（1D）准弹道沟道形成的界面处的势垒高度。提取方法产生的有效肖特基势垒高度和栅极耦合系数的值，在量子电容极限的设备工作的指标。新的LBM为基础的方法拥抱在1D电子学的机制相比，传统的活化能方法不考虑这种影响。与新方法相比，后一种方法低估了金属-沟道界面处的势垒高度。提出了一种基于位移栅器件的测试结构，该结构基于数值器件模拟结果，以提高该方法的精度。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Gate-modulated conductance of few-layer WSe_2 field-effect transistors in the subgap regime: Schottky barrier transistor and subgap impurity states
在半导体研究领域，有两个关键主题脱颖而出：材料质量和接触技术。原子薄过渡金属二硫属化物（TMDC）的新兴领域面临着许多挑战，在这两个努力。这项工作试图通过检查少层（1- 5 L）WSe 2场效应器件的栅极相关电导来建立两者之间的联系。测量和建模的subgap制度揭示肖特基势垒晶体管的行为。我们发现，通过接触势垒的传输是占主导地位的电子场致发射（TFE）在室温下，尽管缺乏故意掺杂。TFE工艺的出现是由于大量的子带隙杂质态，其存在也导致高迁移率边缘载流子密度。在我们的器件中，这种杂质态的态密度自洽地确定为大约1-2x10^13 /cm^2/eV。我们证明，基板是不可能的杂质状态的主要来源，并怀疑材料本身的晶格缺陷是主要负责。我们的实验为提高TMDC材料和电气器件的质量和理解提供了关键信息。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall
Enhanced Performance of Short-Channel Carbon Nanotube Field-Effect Transistors Due to Gate-Modulated Electrical Contacts
我们使用数值模拟来分析最近的实验测量的短沟道碳纳米管场效应晶体管与钯接触。我们发现，栅极强烈调制的接触特性，这种效果是不同的肖特基势垒碳纳米管晶体管中观察到的。通过栅极对接触的这种调制允许实现短沟道的优异亚阈值摆动，以及改进的缩放行为。这些结果进一步阐明了碳纳米管-金属接触的行为，并应在高性能碳纳米管电子学的优化有用。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall
Photocurrent Imaging of p-n Junctions and Local Defects in Ambipolar Carbon Nanotube Transistors
利用扫描光电流显微镜（SPCM）研究了双极型碳纳米管（CNT）晶体管内部pn结的特性以及局部缺陷。我们的SPCM图像显示了金属接触附近的强信号，其极性和位置根据栅极偏置而变化。结合整体电导分析的SPCM图像还表明在n型操作制度中接触附近的内部pn结的存在和栅极依赖的演变。为了以纳米级分辨率确定pn结位置和耗尽宽度，使用高斯拟合。我们还测量了CNT器件在不同栅偏压下的电势分布，这表明使用SPCM技术可以成像局部缺陷和感应电场。我们的实验清楚地表明，SPCM是一个有价值的工具，用于成像和优化基于CNT的器件的电气和光电性能。
2007-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave Nanotube Transistor Operation at High Bias
我们测量小信号，1 GHz的源漏动态电导的背栅单壁碳纳米管场效应晶体管在低和高直流偏置电压。在所有偏置电压下，1 GHz下的固有器件动态电导与低频动态电导相同，与远高于1 GHz的截止频率的预测一致。这项工作是一个重要的一步，对射频和微波放大器的纳米管晶体管的全面表征。
2005-09-05 cond-mat.mes-hall
Optoelectronic switch based on intrinsic dual Schottky diodes in ambipolar MoSe$_2$ field-effect transistors
在这里，我们报告的观察迄今未报道的光电效应，即光致二极管样响应的多层MoSe $_2$场效应晶体管的电流整流感是通过栅极电压可控的。我们认为，通过数值模拟，这种行为的结果，从漏极和源极金属接触之间的肖特基势垒的大小的差异。每个势垒可以被建模为肖特基二极管，但是它们之间具有相反的电流整流感测，二极管响应是由光生载流子跨较小势垒的光诱导促进引起的。背栅电压通过调制它们之间的相对幅度来控制电流整流的方向。这种效应产生了一种新型的光电开关，也产生了光伏响应。因此，当从过渡金属二硫属化物中获取光伏电流时，它可以提供PN结的替代。我们认为，光伏效率与此相关的影响，可以通过增加肖特基势垒之间的相对不对称性。我们还认为，这种新的电光效应具有潜在的技术应用。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall
Thermal shot noise in top-gated single carbon nanotube field effect transistors
测量了顶栅单碳纳米管晶体管的高频噪声和电流噪声，并用于研究一维晶体管中的热电子效应。结果与一维纳米晶体管的理论符合得很好。特别是一个大的修正约翰逊-奈奎斯特热噪声公式的预测证实了实验。实验表明，纳米管晶体管可以作为量子相干电子学的快电荷探测器，在0.2- $0.8 \mathrm{GHz}$波段的分辨率为$13\mathrm{μe/\sqrt{Hz}}$。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall
Electrostatic effects on contacts to carbon nanotube transistors
我们使用数值模拟来研究静电对碳纳米管场效应晶体管的源极和漏极接触的影响。我们发现，在接触通道界面的纳米管上的未屏蔽的电荷会导致一个势垒，可以显着阻碍通过设备的运输。这种影响是最大的中间栅极电压和欧姆-肖特基交叉附近的接触，但可以减轻在栅极氧化层厚度的减少。这些结果有助于阐明接触几何形状在碳纳米管电子器件性能中的重要作用。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Predicted Performance Advantages of Carbon Nanotube Transistors with Doped Nanotubes as Source/Drain
大多数碳纳米管场效应晶体管（CNTF）直接将金属源极/漏极接触附接到本征纳米管沟道。当栅极氧化物厚度减小时，这种晶体管显示出强双极导电，即使当电子（或空穴）的肖特基势垒为零时也是如此。由此产生的漏电流，这与漏极电压呈指数增加，限制了这种设备的潜在应用。在本文中，我们使用数值模拟表明，如果可以实现基于CNT的金属氧化物半导体（MOS）FET通过使用重掺杂的CNT部分作为源极和漏极，双极导电将被抑制，漏电流将被减少，并且由源漏隧穿施加的缩放限制将被扩展。通过消除源极和沟道之间的肖特基势垒，晶体管将能够提供更多的导通电流。这种器件的漏电流将由CNT的全带隙（而不是SB CNTF的带隙的一半）和带到带隧穿控制。这些因素将取决于纳米管的直径和电源电压。
2003-09-01 cond-mat.mes-hall
Role of Single Defects in Electronic Transport through Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
利用扫描栅显微镜（SGM）和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了单壁碳纳米管场效应晶体管（CNFET）中缺陷对电子输运的影响。SGM揭示了沿CNFET长度的离散缺陷处的局部场效应。单个缺陷的耗尽表面电位从作为尖端偏置电压的函数的缺陷的SGM成像半径被量化。这提供了一个测量的费米能级的缺陷与零尖端电压，这是小到20毫电子伏的最强的缺陷。通过SIM探测了缺陷对输运的影响，作为背栅和尖栅电压的函数。当背栅电压被设置为使CNFET“导通”（导电）时，SIM显示出沿其长度的均匀电位降，与扩散输运一致。相比之下，当CNFET“关断”时，在耗尽缺陷的位置处产生潜在的台阶。最后，第二组弱缺陷的高分辨率成像是在一个新的“尖端选通”SIM模式。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring carbon nanotube vibrations using a single-electron transistor as a fast linear amplifier
我们展示了碳纳米管机械谐振器的灵敏和快速的电测量。纳米管被配置为单电子晶体管，其电导是其自身位移的敏感传感器。使用阻抗匹配电路和低温放大器，可以实时监测振动。这种连续位移测量的灵敏度接近标准量子极限的470倍。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall
Novel Electrostatically Doped Planar Field-Effect Transistor for High Temperature Applications
在本文中，我们提出了一个静电掺杂，因此电压可编程，平面，CMOS兼容的场效应晶体管（FET）结构的实验结果和模拟数据。这种平面器件是基于我们以前发表的硅纳米线（SiNW）技术。肖特基势垒源极/漏极（S/D）接触和绝缘体上硅（SOI）技术平台是这种双栅但单沟道通用FET的关键特征。两个电独立栅极的组合，一个用于S/D肖特基势垒调制以及沟道形成以建立肖特基势垒FET（SBFET）操作，一个前栅极形成用于实际电流控制的无结FET（JFET），显著增加了器件的温度鲁棒性。
2015-02-14 cond-mat.mes-hall
MoS2 Field-effect Transistors with Graphene/Metal Heterocontacts
首次制备了以石墨烯/Ti为异质结的n型少层MoS 2场效应晶体管，在1 μm栅长下漏电流超过160 mA/mm，开关电流比为107.与没有石墨烯接触层的MoS 2 FET相比，在具有异质接触的情况下，在导通电阻的近2.1倍改进和接触电阻的3.3倍改进中证实了增强的电特性。还对MoS 2/石墨烯异质接触进行了温度依赖性研究，仍然揭示了其肖特基接触性质。采用传输长度法和改进的I-V法研究了MoS 2/石墨烯/金属异质接触结构的接触电阻和肖特基势垒高度。
2014-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coaxial p- and n-type carbon nanotube transistors with dopant-selective coatings
通过生长接触悬浮单壁纳米管（SWNTs）并在其上涂上栅极钝化层，制备了具有钝化同轴栅极结构的碳纳米管场效应晶体管（FET）。在FET中观察到电子Fabry-Perot干涉，表明涂覆结构中的弹道输运。通过将SWNT阵列的图案化生长与反馈控制的电击穿相结合以选择所需的半导体SWNT，已经获得了高性能SWNT FET的可靠生产，使得大规模SWNT FET制造成为可能。P型和n型钝化单壁碳纳米管场效应晶体管已经通过掺杂剂选择性纳米管涂层实现，这使得基于互补器件结构的有源电路的制造成为可能。
2005-08-29 cond-mat.mes-hall
Schottky barrier and contact resistance of InSb nanowire field effect transistors
了解半导体纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的电接触特性在采用半导体纳米线作为未来纳米电子器件的构建模块和基础物理问题的研究中起着至关重要的作用。在这里，我们报告的Ti/Au，一种广泛使用的接触金属组合，通过两个探针和四探针传输测量个别InSb纳米线的接触特性的研究。我们发现，肖特基势垒的高度$Φ_{\rm{SB}}\sim20\ \rm{meV}$是存在于金属InSb NW接口，其有效高度是栅极可调。在InSb NWFET的接触电阻（$R_{\rm{c}}$）也分析了在低温下的磁输运测量。发现$R_{\rm{c}}$在开态下表现出明显的磁场依赖性特征，即在起始场$B_{\rm{c}}$之后，随着磁场的增加，$R_{\rm{c}}$强烈地增加。一个定性的图片，考虑到在NW的子带的磁人口减少提供解释的观察。我们的研究结果为Ti/Au-InSb纳米线界面存在肖特基势垒提供了坚实的实验证据，并可作为设计和制造新型InSb纳米线基纳米电子器件和量子器件的基础。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Fermi-level alignment at metal-carbon nanotube interfaces: application to scanning tunneling spectroscopy
在任何金属-碳纳米管界面处存在电荷转移，并且感生的界面场确定碳纳米管能带结构相对于金属费米能级的位置。在单壁碳纳米管（SWNT）的情况下，支持在金衬底上，我们表明，电荷转移引起的局部静电势扰动，从而引起所观察到的费米能级移动在扫描隧道光谱（STS）测量。我们还讨论了这项研究的相关性，最近的实验碳纳米管晶体管，并认为费米能级对准将是不同的碳纳米管晶体管与低电阻和高电阻接触。
1999-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
