Deep level transient spectroscopy study for the development of ion-implanted silicon field-effect transistors for spin-dependent transport
利用深能级瞬态谱（DLTS）研究了低注量、低能离子注入硅场效应晶体管所产生的缺陷，用于自旋相关输运实验。标准退火策略被认为是激活注入的掺杂剂和修复测试金属氧化物半导体（MOS）电容器的注入损伤。研究了氧化层固定电荷、界面陷阱电荷和少数载流子在DLTS中的作用。发现在950 $\rm ^{o}$ C下的炉内退火激活掺杂剂，但不能像1000 $\rm ^{o}$ C快速热退火那样有效地修复注入损伤。在这些退火之后没有观察到体陷阱的证据。离子注入自旋相关的传输设备显示具有预期的特性，使用在本研究中确定的处理策略。
2010-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Total dose radiation and annealing responses of the back transistor of Silicon-On-Insulator pMOSFETs
研究了SOI pMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应和退火响应，并与同一硅片上SOI nMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应和退火响应进行了比较。用不同剂量的60Co γ射线辐照晶体管，辐照过程中，晶体管前端分别处于浮置状态和关断状态。后晶体管的总剂量辐射响应的特征在于它们的阈值电压漂移。结果表明，SOI pMOSFET背晶体管的总剂量辐照响应与SOI nMOSFET相似，在很大程度上取决于辐照时的偏置条件。然而，在浮态偏置下，而不是关态偏置下，SOI pMOSFET的背晶体管显示出对总剂量辐射的更高的灵敏度，这与SOI nMOSFET相反。此外，还发现SOI pMOSFET背晶体管和SOI nMOSFET背晶体管在关态偏置辐照下的总剂量辐射效应随沟道长度的减小而增大。在室温下无偏压辐照后背晶体管的退火响应，其特征在于它们的阈值电压漂移，表明有一个相对复杂的退火机制与沟道长度和类型，在辐照过程中的偏置条件。特别是，对于所有的晶体管辐照与关态偏置，其背晶体管显示出异常的退火效果在早期退火。所有的结果进行了讨论和详细的分析，通过仿真的帮助。
2014-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
The mechanism of the irradiation synergistic effect of Silicon bipolar junction transistors explained by multiscale simulations of Monte Carlo and excited-state first-principle calculations
针对硅双极结型晶体管辐照协同效应机制不明确、现有模型缺陷反应假设未验证的问题，本研究开发多尺度模拟方法结合激发态第一性原理计算直接表征γ射线效应，验证了相关模型并提出ISE机制的扩散定性解释。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Cryogenic instrumentation for fast current measurement in a silicon single electron transistor
我们提出了一种实现的高带宽仪器在低温和稀释制冷机操作，具有优势的方法，使用射频单电子晶体管或跨谐放大器。低温电子进行更快的测量比室温电子的能力进行了研究，通过使用磷掺杂的单电子晶体管。我们成功地实现了单次激发技术，并用于实时观测量子态的衰变。讨论了各种测量策略，并对电子加热和噪声的后果进行了分析。
2010-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of Irradiation Synergistic Effects in Silicon Bipolar Transistors: a Review
硅双极器件在电离和位移混合辐照下的实际损伤通常用电离损伤和位移损伤之和来评价。然而，最近的实验表明，明显的差异之间的实际和总和的损害，表明显着的辐射协同效应（ISE）。了解ISES的行为和机理对于预测实际的损伤是至关重要的。在这项工作中，我们首先对最先进的状态进行了简要的回顾，批判性地强调在以前的模型中遇到的困难，以了解剂量率依赖的离子交换元件。然后，我们详细介绍我们的模型解释这一基本现象，这可以描述如下。首先，我们展示了我们对PNP和NPN晶体管的实验工作。采用可变中子注量和$γ$射线剂量装置。PNP和NPN晶体管，分别观察到的剂量依赖性'滴答'样和次线性的剂量分布。其次，我们描述了我们的理论研究的积极ISE在NPN晶体管。提出了电离辐照下p型硅中$\rm V_2$位移缺陷的转变和湮灭的原子模型，这与传统的硅中氧化物陷阱电荷与辐照硅中载流子的库仑相互作用完全不同.预测的新的剂量和注量的依赖性完全验证了实验数据。第三，在PNP晶体管中观察到的负ISE的机制进行了研究，以类似的方式在NPN晶体管的情况下。不同的是，在n型硅中，VO位移缺陷也经历了电离诱导的转变和湮灭过程。结果表明，载流子增强的缺陷扩散和反应导致的位移缺陷的演化是离子交换元件的主要机制。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Novel heterojunction bipolar transistor architectures for the practical implementation of high-efficiency three-terminal solar cells
提出了一种实用的三端异质结双极晶体管太阳能电池（3 T-HBTSCs）的器件结构。这些光伏器件，它具有类似于多结电池的潜在效率，表现出降低的光谱灵敏度相比，单片和串联连接的串联太阳能电池。此外，简化的n-p-n（或p-n-p）结构不需要使用隧道结。在此框架下，本文提出并讨论了四种结构：1）顶部电池基于硅，底部电池基于硅和III-V族纳米材料之间的异质结：2）顶部电池由非晶硅制成，底部电池由非晶硅-硅异质结制成; 3）一种是基于针对空间应用的III-V族半导体的使用;以及4）一种是其中顶部电池基于钙钛矿材料并且底部电池由钙钛矿-硅异质结构制成。
2019-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-Dependent Scattering off Neutral Antimony Donors in 28-Si Field-Effect Transistors
我们报告测量自旋相关的散射传导电子的中性施主在积累模式场效应晶体管中同位素富集硅形成。自旋相关的散射检测使用电检测的磁共振，其中的光谱显示的源极-漏极电压的传导电子和电子绑定到施主的共振变化。我们讨论了利用自旋相关散射作为一种机制读出施主自旋态的硅基量子计算机。
2007-11-06 cond-mat.mtrl-sci
A Graphene-based Hot Electron Transistor
我们通过实验证明了石墨烯基热电子晶体管的直流功能，我们称之为石墨烯基晶体管（GBT）。该制造方案与硅技术潜在地兼容，并且可以用标准硅技术在晶片规模上进行。GBT的状态可以通过施加到由石墨烯制成的晶体管基极的电势来切换。GBT的传输特性显示开/关电流比超过50.000。
2013-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Compact Model of Silicon-Based Nanowire Field Effect Transistor for Circuit Simulation and Design
随着传统的硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）接近其尺寸极限，许多新的器件结构正在被广泛探索。其中，硅纳米线晶体管（SNWT）引起了广泛关注。为了深入了解器件物理特性并评估SNWT的性能极限，仿真变得越来越重要。本工作的目标是：1）从理论上探讨SNWT的基本物理（例如，静电学、输运和能带结构），以及2）评估SNWT的性能极限和缩放潜力，并解决SNWT设计问题。基于计算机进行的模拟基本上是基于DFT使用NEGF形式主义。硅纳米线已经通过选择性地掺杂纳米线而被建模为PN二极管（齐纳二极管）、PIN二极管、PIP和NIN二极管配置，并且通过将纳米线的一端偏置到地并且将纳米线的另一端从-1V扫描到1V以获得相应二极管的电特性来进行模拟。为了确定硅纳米线中的建模二极管的有效性，已经通过选择性掺杂使用锗纳米线对相同的二极管进行建模，并且以相同的方式进行模拟，以获得基于锗纳米线的二极管的电特性，其已经用作分析使用硅纳米线获得的特性的参考。与传统的基于体硅和锗的二极管相比，模型化的二极管在尺寸上非常小。这项工作是其次是建模和模拟的栅极周围的纳米线场效应晶体管使用两个不同的栅极MOSFET，其次是温度依赖性的纳米线FET的特性和关态电流和电导的变化，使用两个MOSFET。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.CE
Spin-dependent scattering in a silicon transistor
传导电子离开中性施主的散射敏感地依赖于它们的自旋态的相对取向。本文提出了场效应晶体管二维电子气中自旋相关散射的理论。我们的理论表明，散射机制是由负电离施主能级的虚跃迁占主导地位。这种效应转化为源漏电流，当施主自旋与强微波场共振时，源漏电流总是减小。我们提出了一个模型，施主杂质与硅晶体管中的传导电子相互作用，并比较我们明确的数值计算电检测磁共振（EDMR）实验。值得注意的是，我们表明，EDMR是最佳的捐助者放置到一个甜蜜点位于一个狭窄的深度窗口相当远的2DEG接口。这允许显著优化自旋信号强度，用于放置在最佳点中的最小数量的供体，从而能够开发单自旋读出装置。我们的理论揭示了一个有趣的依赖于传导电子自旋极化p_c。随着p_c在自旋注入时增加，EDMR幅度首先随着p_{c} ^{2}增加，然后当达到极化阈值p_T时饱和。这些结果表明，利用EDMR作为硅和其他弱自旋轨道耦合材料中载流子自旋极化的原位探针是可能的。
2009-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Annealing shallow Si/SiO$_2$ interface traps in electron-beam irradiated high-mobility metal-oxide-silicon transistors
电子束（e-beam）光刻通常用于制造金属氧化物硅（MOS）量子器件，但是在Si/SiO $_2$界面处产生缺陷。在这里，我们表明，形成气体退火是有效的消除浅缺陷（$\leq$ 4 meV以下的导带边缘）由电子束曝光通过测量浅电子陷阱的密度在两组高迁移率MOS场效应晶体管（MOSFET）。一组用电子束（10 keV，40 $μ$ C/cm $^2$）照射，随后在合成气体中退火，而另一组保持未暴露。低温（335 mK）传输测量表明，合成气体退火将电子束暴露样品的峰值迁移率（14，000 cm $^2$ /Vs）恢复到未暴露样品的迁移率（23，000 cm $^2$ /Vs）的两倍内。使用电子自旋共振（ESR）来测量浅陷阱的密度，我们发现，这两组设备几乎是相同的，这表明形成气体退火是足够的退火所产生的电子束曝光的浅缺陷。拟合两组设备的传输数据的渗滤过渡模型，我们提取T=0的渗滤阈值密度与我们的最低温度ESR测量的陷阱密度的定量协议。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Top and side gated epitaxial graphene field effect transistors
介绍了三种第一代外延石墨烯场效应晶体管（FET），并讨论了它们的优缺点。石墨烯外延生长在六方碳化硅的碳和硅表面上，并用电子束光刻法进行图案化。通道具有霍尔条几何形状以便于磁阻测量。在Si面上图案化的FET表现出超过30的关-导通沟道电阻比。C面FET具有较低的关-开电阻比，但其迁移率（高达5000 cm 2/Vs）比Si面晶体管大得多。对全石墨烯侧栅FET结构的初步研究是有希望的。
2009-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Photovoltaic-ferroelectric materials for the realization of all-optical devices
继电晶体如何彻底改变电子领域之后，实现光晶体管，其中光的流动被光学控制，应该打开长期寻求的光计算和新的数据处理可能性的时代。然而，这种功能需要光子相互影响，这在自由空间中是不自然的。在这里，它表明，铁电和光伏晶体门控光学在其带隙能量的发病可以作为一个光子晶体管。光致电荷的产生和分布过程改变了内部电场，因此影响了具有记忆效应和显著非线性的光传输。后者导致了光学计算的可能性，它不需要相干地操作。这些发现推动了高效的室温光晶体管、忆阻器、调制器和全光逻辑电路的发展。
2022-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Mobility in Graphene Double Gate Field Effect Transistors
在这项工作中，双门场效应晶体管制造的单层石墨烯进行了研究。除了通过手动剥离的石墨烯沉积之外，应用常规的自上而下的CMOS兼容工艺。比较了单栅和双栅石墨烯场效应晶体管中的载流子迁移率。即使在双栅极石墨烯FET中，载流子迁移率也在几乎整个测量范围内超过硅的通用迁移率。在可比的尺寸下，超薄体绝缘体上硅MOSFET的迁移率无法与石墨烯FET值竞争。
2008-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical analysis of hysteresis in solution processed silicon nanowire field effect transistors
硅纳米线（Si NW）是可溶液加工的场效应晶体管（FET）的理想候选物。纳米线沟道和栅极电介质之间的界面在FET性能中起着至关重要的作用，并且它可能是造成不希望的效应的原因，例如当施加栅极电压时由于阈值电压偏移而导致的I-V特性的滞后。使用栅极电压偏置应力测量，我们表明，高达40 V的大滞后与SiO2电介质的Si NW FET主要是由于在纳米线/SiO2界面的空穴陷阱。证明了一种使用可溶液加工的含氟聚合物电介质Cytop在顶栅配置中将这种滞后降低到仅2.5V的方法。实验结果表明，硅纳米线晶体管中的表面陷阱的密度主要取决于介电层的性质。通过评估基于SiO2底部电介质和顶部Cytop电介质层的代表性双栅极FET的场效应传输行为来研究栅极电介质的影响。对这些器件进行了表征，发现纳米线/SiO2界面处的空穴陷阱密度（1 × 10^13 cm-2）比纳米线/含氟聚合物界面处的空穴陷阱密度（7.5 × 10^11 cm-2）高一个数量级。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale field effect transistor for biomolecular signal amplification
我们报道了在光刻限定的硅纳米通道器件中生物分子识别信号的放大。器件被配置为在反向源极-漏极偏置区域中的场效应晶体管（FET）。FET中纳米线沟道的微分电导的测量允许灵敏地检测由于生物分子结合引起的表面电位的变化。较窄的硅通道由于增加的表面与体积比而表现出对结合的较高敏感性。在负源极-漏极区域中的器件的操作展示了信号放大。蛋白质结合和表面电位的变化之间的等效性进行了描述。
2008-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.bio-ph
Dual Metal-Gate Planar Field-Effect Transistor for Electrostatically Doped CMOS Design
在本文中，我们通过模拟演示了静电掺杂和电可重构平面场效应晶体管（FET）结构的一般可用性。该器件的概念部分基于我们已经发表和制造的硅纳米线3D-FET技术。这种通用FET的技术关键特征包括绝缘体上硅（SOI）衬底上的肖特基S/D结，另外还可以使所提出的器件在高温下工作。晶体管载流子型，即n型或p型FET，可通过施加控制栅极电压在运行中电切换，这显著增加了数字集成电路中的灵活性和多功能性。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Logic Ciucuits Using Solution-processed Single-walled Carbon Nanotue Transistors
这封信报告的实现逻辑电路采用解决方案处理网络的单壁碳纳米管。我们构建了基本的逻辑门（反相器，NAND和NOR）与n型和p型场效应晶体管制造的基于溶液的化学掺杂。互补金属氧化物半导体逆变器的电压增益高达20，这说明了碳纳米管网络在可印刷柔性电子产品中的巨大潜力。
2008-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Channel-Width Dependent Enhancement in Nanoscale Field Effect Transistor
我们报告的观察沟道宽度相关的增强纳米级场效应晶体管包含光刻图案化的硅纳米线作为导电沟道。这些器件在反向源漏偏置中表现为传统的金属氧化物半导体场效应晶体管。纳米线宽度减小到200 nm以下会导致阈值电压的显著变化。由于增加的表面积与体积比，这些器件在较小的宽度下显示出更高的单位宽度电导率。我们的器件具有纳米级的通道宽度表现出极端的灵敏度表面场分布，因此可以用作逻辑元件在计算和超灵敏的传感器的表面电荷在化学和生物物种。
2008-02-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Silicon Nanostructures for Biosensing: From Field-Effect Transistors to Photonic Resonators, and the Long Road to the Clinic
本文综述了硅纳米结构生物传感器的发展，重点分析了纳米线场效应晶体管、多孔硅和硅光子学三种成熟平台及新兴方向的性能与瓶颈，指出未来十年进展将来自集成读出、界面工程和系统基准测试。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.bio-ph
Realization of a High Mobility Dual-gated Graphene Field Effect Transistor with Al2O3 Dielectric
我们制作和表征双栅石墨烯场效应晶体管（FET）使用氧化铝作为顶栅电介质。我们使用薄Al膜作为成核层，以使Al 2 O3的原子层沉积。我们的器件在室温下显示出超过8,000 cm 2/Vs的迁移率值，这一发现表明顶栅叠层不会显著增加载流子散射，从而降低器件特性。我们提出了一个设备模型，以适应使用一个单一的流动性值的实验数据。
2009-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low Operation Voltage Ferroelectric Field-Effect Transistor Based on Polarization Rotation Effect
利用Landau-Ginzburg-Devonshire理论模型研究了极化旋转对金属氧化物半导体场效应晶体管性能的影响。在这个分析模型中，退极化场，极化旋转和掺杂硅衬底的静电特性被认为是说明铁电氧化物的尺寸效应和极化在每个方向上的稳定性。基于此模型，我们证明了MOSFET的操作可以通过极化重取向与低的工作电压，如果选择适当的厚度的铁电氧化物。极化重取向可以提高硅衬底的表面电势，导致低于60 mV/decade的亚阈值摆幅S。我们相信，该模型可以提供指导，在设计低工作电压和低有源功耗的电子逻辑器件。
2015-07-02 cond-mat.mtrl-sci
On the Bandstructure Velocity and Ballistic Current of Ultra Narrow Silicon Nanowire Transistors as a Function of Cross Section Size, Orientation and Bias
采用20能带sp3d5s * 自旋轨道耦合的半经验原子紧束缚（TB）模型和半经典弹道场效应晶体管（FET）模型，对硅纳米线（NW）晶体管的能带结构载流子速度和弹道电流进行了理论研究.考虑了横截面直径/边的范围从3nm到12nm的无限长的、均匀的、圆柱形和矩形的纳米线。为了进行全面的分析，在[100]，[110]和[111]输运取向的n型和p型金属氧化物半导体（NMOS和PMOS）纳米线进行了检查。一般来说，物理截面减小通过提升重质量谷或显著改变带的曲率来增加速度。PMOS [110]和[111]纳米线的载流子速度是直径的强函数，较窄的D = 3nm纳米线的速度是D = 12nm纳米线的两倍。在其余的NW类别的速度只显示出较小的直径依赖性。这种行为通过硅基质材料的电子结构中的特征来解释。另一方面，在速度变化较大的情况下，弹道流的截面灵敏度最低。由于载流子速度是有效质量的量度并且反映在沟道迁移率上，因此这些结果可以提供对具有增强的性能和对结构几何变化的性能容忍的NW器件的设计的深入了解。在高性能器件中的弹道输运的情况下，[110]纳米线是具有高NMOS和PMOS性能以及低导通电流变化和截面几何变化的纳米线。
2010-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
CMOS-compatible Strain Engineering for High-Performance Monolayer Semiconductor Transistors
本文提出用CMOS兼容的氮化硅覆盖层在350 °C下向单层MoS2晶体管引入拉伸应变，显著提升短沟道器件电流，增益主要来自肖特基势垒降低。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Field-effect transistors assembled from functionalized carbon nanotubes
我们已经制造了场效应晶体管从碳纳米管使用一种新的选择性布局方案。我们使用的碳纳米管与含有异羟肟酸官能团的分子共价结合。官能化的纳米管与碱性金属氧化物表面强烈结合，但不与二氧化硅结合。在退火时，功能化被去除，恢复纳米管的电子性质。我们制作的器件显示出优良的电学特性。
2006-11-02 cond-mat.mtrl-sci
The Hot-Spot Phenomenon and its Countermeasures in Bipolar Power Transistors by Analytical Electro-Thermal Simulation
本通讯涉及蜂窝双极型功率晶体管的热点起始（HSO）的理论研究。这种众所周知的现象包括在高功率条件下发生的几个单元内的电流拥挤，这显著降低了器件的正向安全工作区域（FSOA）。该研究是通过一个快速的，完全分析的电热模拟器在稳态制度和施加输入基极电流的条件下操作的虚拟样品上进行的。目的是研究这种现象对几种热和几何因素的依赖性，并测试能够在较高偏压下冲击这种现象或完全消除这种现象的适当对策。HSO的功率阈值及其在硅芯片内的定位被观察为电偏压条件的函数，例如集电极电压，硅管芯下面的组装结构的等效热阻，故意添加在发射极金属互连中的镇流电阻的值和放置在管芯顶部上的铜散热器的厚度硅表面的温度。
2007-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Gold nanoparticle-pentacene memory-transistors
我们展示了一种基于并五苯-金纳米颗粒有源层的有机存储晶体管器件。通过氨基封端的自组装单层将金（Au）纳米颗粒固定在并五苯晶体管的栅极电介质（二氧化硅）上。在栅上施加写入和擦除脉冲时，获得了较大的阈值电压漂移（22 V）和~ 3E 4的开/关漏电流比。晶体管的空穴场效应迁移率在导通和关断状态下相似（小于因子2）。观察到电荷保留时间高达4500 s。记忆效应主要归因于Au纳米颗粒。
2008-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Introduction to Graphene Electronics -- A New Era of Digital Transistors and Devices
硅基晶体管的速度在最近十年已经达到了一个僵局，主要是由于缩放技术和短沟道效应。相反，石墨烯（一种具有原子厚度的革命性新材料）已显示出具有良好的导电性价值。因此，石墨烯似乎可以减轻与硅基晶体管相关的一些缺点。正是由于这个原因，这种材料被认为是替代纳米级晶体管中硅的最突出的候选材料之一。这里的主要症结在于石墨烯本质上是无间隙的，然而，晶体管需要与明确定义的ON/OFF逻辑状态有关的带隙。因此，如何在石墨烯同素异形体中产生这种带隙是一个不断发展的研究领域。现有的方法包括纳米带、双层和多层结构、碳纳米管以及石墨烯基底的使用。石墨烯晶体管通常可以根据两种工作原理进行分类。第一个是单个石墨烯层、纳米管或碳纳米管可以充当晶体管沟道，电流沿着水平轴传输。第二种机制被认为是隧穿，无论是单个石墨烯层上的带对带，还是相邻石墨烯层之间的垂直隧穿。高频石墨烯放大器是最近研究中的另一个话题，因为它不像逻辑电子器件那样需要明确的ON/OFF状态。本文综述了石墨烯的物理性质和制造方法，以及石墨烯基电子器件，晶体管和高频放大器从过去到现在的研究。最后，我们提供了关于未来发展的可能前景。
2013-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Unique Total Ionizing Dose Effects in 0.2 um Partially-Depleted Silicon-on-Insulator Technology
研究了用0.2 μ m SOI工艺制作的部分耗尽SOI器件的总电离剂量辐照效应。实验结果表明，一个原始的现象，即对前栅和背栅晶体管的最坏情况下的偏置的照射偏置配置。为了理解这一机制，提出了一个电荷分布模型。我们认为器件性能的下降是由于浅沟槽隔离（STI）氧化层底部角落处的辐射感生正电荷所致。另外，比较了短沟道和长沟道器件在不同漏偏压下的辐照响应，短沟道晶体管的漏电流和阈值电压退化较大。用偶极理论解释了TID增强的短沟道效应。
2013-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Nanotubes in Microelectronic Applications
碳纳米管以其优异的电学和机械性能被认为是未来的互连材料和开关器件，其性能可能超过硅器件。在本文中，我们将介绍纳米管，指定的应用，纳米管可以有助于摩尔定律的进步，并显示我们的进展纳米管工艺集成在微电子兼容的方式。在整个晶片上光刻定义的位置作为成功实施的纳米管的关键要求的单个纳米管的生长示出。在纳米管晶体管方面，我们提出了一种垂直纳米管晶体管概念，其性能优于2016年ITRS的要求。性能主要是有限的接触电阻，但通过与硅器件相比，我们表明，制造的纳米管晶体管今天已经超过了硅器件的导通电阻，导通电阻和驱动电流的值。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Realization of ZnSe-based Field-Effect Transistors operating at Cryogenic Temperatures as a Platform for Future Spin-Qubit Applications
本研究利用阴影墙技术和原位Al欧姆接触实现了基于ZnSe的常关型场效应晶体管，在低温下表现出有效栅控和高迁移率，为未来自旋量子比特应用提供了平台。
2026-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modeling of the electrostatic and transport properties of a simplified nanoscale field effect transistor
在密度泛函理论的框架下，建立了研究纳米尺度双栅硅平板静电特性的第一性原理模型。所施加的栅极电压近似为包围系统的超晶胞的边界上的静电势的变化。利用实空间格林函数估计电子密度，采用高效的多重网格和快速傅里叶泊松求解器从电荷密度计算静电势。在定域SIESTA原子轨道线性组合表象下，建立Kohn-Sham方程，并在局域密度近似下自洽求解系统的波函数。计算了小偏压下弹道输运穿过原子硅板的透射率。利用等效电容模型分析了硅平板中的电荷分布和静电势随栅压的变化。观察并讨论了量子限域效应和短栅效应。
2008-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Organic small molecule field-effect transistors with Cytop(TM) gate dielectric: eliminating gate bias stress effects
我们报告的有机场效应晶体管与前所未有的电阻对栅极偏置应力。单晶和薄膜晶体管采用有机栅极电介质CytopTM。该含氟聚合物具有高度防水性，并显示出显著的电击穿强度。单晶晶体管始终具有非常高的电气质量：接近零起始，非常陡峭的亚阈值摆幅（平均值：1.3 nF V/（dec cm 2））和可忽略的电流滞后。此外，扩展的栅极偏置应力仅导致传输特性的边际变化。与氢化非晶硅相比，有机半导体的稳定性似乎没有概念上的限制。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Field Effect Transistors: A Review
在过去的十年里，石墨烯及其在新型电子产品中的应用研究领域迅速发展。随着摩尔定律开始趋于平稳，工业中对后硅技术的需求变得越来越明显。此外，现有技术不足以实现太赫兹探测器和接收器，这是包括医学成像和安全扫描在内的许多应用所需要的。石墨烯被认为是用于替代现有CMOS技术中的硅以及实现用于太赫兹检测的场效应晶体管的关键潜在候选物，这是由于其显著的电子性质，其中在悬浮石墨烯样品中观察到的电子迁移率高达$2 \times 10^5$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。这份报告回顾了石墨烯晶体管实现的背景下，石墨烯的物理和电子特性。综述和比较了常用的石墨烯制备技术，如机械剥离法、化学气相沉积法和外延生长法。与实现石墨烯晶体管相关的挑战之一是石墨烯是半金属的，具有零带隙，这在数字电子应用的背景下是麻烦的。因此，该报告还回顾了通过使用双层石墨烯和石墨烯纳米带打开石墨烯带隙的不同方式。一个传统的场效应晶体管的基本操作解释和文献中使用的关键数字的优点被提取。最后，对最先进的石墨烯场效应晶体管的一些示例进行了回顾，特别关注单层石墨烯、双层石墨烯和石墨烯纳米带。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Reconfigurable Dual Metal-Gate Planar Field-Effect Transistor for Dopant-free CMOS
在本文中，我们通过模拟证明了静电掺杂的可行性，因此可重构的平面场效应晶体管（FET）结构，这是基于我们已经制造和出版的硅纳米线（SiNW）设备。这种双栅通用FET的技术基石包含绝缘体上硅（SOI）衬底上的肖特基S/D结。晶体管类型，即n型或p型FET，可通过施加适当的控制栅极电压在运行中电选择，这显著增加了数字集成电路设计中的通用性和灵活性。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio design of quaternary Heusler compounds for reconfigurable magnetic tunnel diodes and transistors
可重构磁隧道二极管和晶体管是自旋电子学中的一个新概念。实现这种器件需要使用具有独特自旋相关电子特性的材料，例如半金属磁体（HH2S）和无自旋带隙半导体（SGS）。四元Heusler化合物提供了一个独特的平台，以设计具有相似晶格常数的同一系列化合物HPLC1和SGS，从而使器件的连续间隔物的相干生长成为可能。采用国家的最先进的第一性原理计算，我们扫描的四元赫斯勒化合物，并确定合适的候选人，这些自旋电子器件结合所需的属性：（i）具有相当大的能隙或SGS的自旋间隙低于和高于费米能级，（ii）高居里温度，（iii）凸包能量距离小于0.20 eV，和（iv）负形成能量。我们的研究结果铺平了道路的实验实现所提出的磁性隧道二极管和晶体管。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
The trap DOS in small molecule organic semiconductors: A quantitative comparison of thin-film transistors with single crystals
我们表明，这是可能达到的最终目标之一的有机电子学：生产的陷阱密度低的大部分单晶体的有机场效应晶体管。我们研究了小分子有机半导体的带隙（陷阱DOS）中的局域态的光谱密度，这些局域态来自于有机场效应晶体管的电学特性或空间电荷限制电流测量。这是通过比较来自大量样品的数据来完成的，所述样品包括薄膜晶体管（TFT）、单晶场效应晶体管（SC-FET）和体样品。所有数据的汇编强烈地表明，与晶界相关的结构缺陷是用真空蒸发并五苯制成的TFT中的“快速”空穴陷阱的主要原因。对于用红荧烯等小分子半导体制成的高性能晶体管，必须减少由吸附在栅极电介质表面上的水引起的偶极无序。在具有非常低的陷阱密度的样品中，我们有时观察到陷阱DOS的急剧增加非常接近（<0.15 eV）迁移率边缘，具有10-20 meV的特征斜率。它是讨论到什么程度的带加宽由于热波动的分子间转移积分反映在这个陡峭的增加陷阱DOS。此外，我们表明，陷阱DOS在TFT的小分子半导体的陷阱DOS在氢化非晶硅非常相似，即使多晶薄膜的小分子与范德华型相互作用的一方面相比，与共价键合的非晶硅在另一方面。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Double-dot charge transport in Si single electron/hole transistors
我们研究了通过由绝缘体上硅晶片制造的超小硅量子点晶体管的输运。在高温下，4K<T<100 K，器件显示出通过光刻定义的点的单电子或单空穴传输。在T<4K时，通过器件的电流以多点传输为特征。从双点特性的样品中的运输的分析，我们得出结论，额外的点内形成的热生长的栅极氧化物包围光刻定义的点。
2000-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar High Mobility Hexagonal Transistors on Hydrogen-Terminated Silicon (111) Surfaces
我们在化学制备的氢封端的Si（111）表面上制备了双极晶体管，其中通过改变通过真空间隙施加的全局栅极的栅极电压，二维电子系统（2DES）或二维空穴系统（2DHS）可以填充在同一导电沟道中。取决于栅极偏置，离子注入的n $^+$和p $^+$区域用作欧姆接触或平面内栅极，其横向限制由全局栅极引起的载流子。在一个器件上，分别获得高达$7.8\times10^{11}$ cm $^{-2}$和$7.6\times10^{11}$ cm $^{-2}$的电子和空穴密度。在300 mK下，峰值电子迁移率为$1.76\times10^5$ cm $^{2}$ /Vs，峰值空穴迁移率为$9.1\times10^3$ cm $^{2}$ /Vs;约20的比率主要是由于Si（111）表面上的电子和空穴的非常不同的谷简并（6：1）。在另一个器件上，在300 mK时达到$2.2\times10^5$ cm $^{2}$ /Vs的峰值电子迁移率。这些设备是六边形的，以调查潜在的对称性的2DES，它有一个六倍谷简并在零磁场。利用三重旋转对称性的磁阻测量方法确定了不同磁场下2DES的对称性。在填充因子$1 < ν< 2$下，观察到的各向异性可以用复合费米子（CF）的单个谷对占据来解释。定性的CF保存谷各向异性，除了双重谷简并。在磁场高达35 T时，观察到2/3分数量子霍尔态，霍尔平台发展良好;在$ν<2/3$…
2015-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrically-gated near-field radiative thermal transistor
在这项工作中，我们提出了一个近场辐射热晶体管由两个石墨烯覆盖的碳化硅（SiC）板分开的纳米真空间隙。厚的SiC板充当热“源”和“漏”，而石墨烯片充当“门”，以通过对称或不对称地调节化学势与施加的偏压来调制近场光子隧穿。由涨落电动力学计算得到的辐射热通量随石墨烯化学势的变化而显著变化，这可以调节真空间隙中石墨烯等离子体激元之间的耦合。热调制，开关和放大，这是一个热晶体管所需的关键功能，理论上实现和分析。这项工作将为主动热管理、热电路和热计算铺平道路。
2015-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantized Conductance and Field-Effect Topological Quantum Transistor in Silicene Nanoribbons
硅烯是一种量子自旋霍尔绝缘体，在外加电场（如电场、光辐射和反铁磁序）的作用下，硅烯会发生拓扑相变。我们研究了硅烯纳米带的电子和输运性质的基础上的Landauer形式。我们建议通过测量态密度和电导来确定拓扑相变。电导是量子化的，当系统转换到不同的相位时，电导的值会发生变化。我们表明，硅烯纳米粒子附近的零能量作为场效应晶体管。该晶体管是鲁棒的，但它利用了最小的量化电导，因为零能量的边缘状态的拓扑保护。我们的发现为未来的拓扑量子器件开辟了一条新的途径。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Strained Bonds on the Electronic Structure of Amorphous Silicon
几种非晶硅结构的产生使用一个经典的分子动力学（MD）协议的熔化和淬火与不同的淬火速率。这些结构的计算的电子性质的分析表明，中间带隙态密度的a-Si，这是感兴趣的太阳能电池和薄膜晶体管的应用可以关联到键角标准偏差。我们还发现这个参数可以很好地决定a-Si的过剩能量，这是理论上生成实际a-Si原子结构的一个重要判据。
2020-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Materials Relevant to Realizing a Field-Effect Transistor based on Spin-Orbit Torques
自旋轨道力矩是一种很有前途的磁存储器写入机制，而场效应晶体管是逻辑操作的黄金标准器件。自旋-轨道矩场效应晶体管（SOTFET）是一种通过磁电多铁性材料中的转换将自旋-轨道矩控制的铁磁体耦合到半导体晶体管沟道的器件。这使得SOTFET既可以作为存储器又可以作为逻辑器件工作，但其实现取决于适当材料的选择。在这份报告中，我们讨论和参数化的材料类型，可以导致SOTFET异质结构。
2019-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
