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
Field-Effect Transistor based on Surface Negative Refraction in Weyl Nanowires
外尔半金属的特征在于它们的体外尔点-携带拓扑电荷的锥形带接触点-以及材料表面上外尔点之间的费米弧状态。近年来，外尔半金属物理性质的研究取得了重大进展。然而，潜在的应用仍然相对稀少。在这里，我们提出外尔半金属纳米线作为场效应晶体管，称为WEYLFET。具体地，沿着纳米线施加梯度栅极电压，产生有效地倾斜开放表面的电场，从而改变不同表面上的费米弧之间的相对取向。因此，相邻表面之间可以发生完全负折射，并且抑制了沿导线的纵向电导。WEYLFET提供高开/关比和低功耗。由于色散费米弧和表面无序的不利影响进行了研究。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Electrothermal Simulation of a Three-Dimensional Fin-Shaped Field-Effect Transistor Based on GaN Nanowires
近年来，三维GaN基晶体管因其显著提高的输出功率、更好的栅极可控性和更短的沟道以实现加速和小型化而得到了广泛的研究。然而，在热模拟中，使用传统的傅立叶定律和块体材料特性，这样的器件的热分析通常被过度简化。在这方面，可以通过耦合的声子和电子蒙特卡罗模拟来实现精确的温度预测，该模拟跟踪各个声子和电子的运动和散射。然而，沉重的计算负荷往往限制这种模拟纳米器件，而真正的芯片是毫米到厘米的大小。这个问题可以通过一种混合模拟技术来解决，该技术对远离热点的区域采用傅立叶定律。使用这种技术，精确的MEMS模拟进行了基于GAN晶体管，以揭示这种设备的温度上升。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic comparison of InAs wurtzite and zincblende phases using nanowire transistors
我们比较了使用名义上直径相同的单根纯纤锌矿和纯闪锌矿InAs纳米线制成的纳米线场效应晶体管的电子特性。我们比较了这些器件的传输特性和场效应迁移率与温度的关系，以更好地了解InAs相的差异如何控制纳米线晶体管的电子特性。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall
Simulations of gated Si nanowires and 3-nm junctionless transistors
最近的实验实现和理论模拟的薄硅纳米线为基础的设备的启发，我们进行预测的第一性原理模拟无结栅硅纳米线晶体管。我们的主要预测是，硅基晶体管在物理上是可能的，在设计理念上没有重大变化的尺度为1 nm的线直径和3 nm的栅极长度，无结晶体管可能是唯一的物理上合理的设计在这些长度尺度。我们还提出了原子级的设计因素，如掺杂剂的位置和浓度的调查。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall
Performance Analysis of a Ge/Si Core/Shell Nanowire Field Effect Transistor
我们分析了最近报道的Ge/Si核/壳纳米线晶体管使用半经典，弹道输运模型和电子结构的sp 3s *d5紧束缚处理的性能。将去除串联电阻的影响的装置的测量性能与假设弹道输运的模拟结果进行比较，表明实验装置在弹道极限的60%至85%之间操作。对于这种~15 nm直径的Ge纳米线，我们还发现，在室温下，在ON/IOFF=100的电流条件下，占据了14-18个模式。为了观察Ge纳米线晶体管中的真实一维输运<110>，纳米线直径必须远小于约5 nm。这里描述的方法应该证明是有用的分析和比较的共同基础上的纳米线晶体管的各种材料和结构。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall
InAs nanowire transistors with multiple, independent wrap-gate segments
我们报告了一种方法，使水平的包裹栅极纳米线晶体管与多达四个独立可控的包裹栅极段。虽然逐步达到两个独立的环绕门需要在制造方法上进行重大改变，但是这种新方法的关键优点以及更一般地水平取向是实现多于两个环绕门段然后不需要额外的制造步骤。这与垂直取向形成对比，在垂直取向中，需要针对每个附加栅极重复制造步骤的重要子集。我们发现，尽管间隔小于200 nm，相邻的包装门段之间的串扰是可以忽略不计的。我们还展示了使用完全相同的工艺在单个纳米线上制造多个绕栅晶体管的能力。水平卷绕栅极纳米线晶体管的优异的可扩展性潜力使得它们非常有利于先进纳米线器件的开发以及在3D纳米线网络架构中与垂直卷绕栅极纳米线晶体管的可能集成。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall
Hot Carrier Nanowire Transistors at the Ballistic Limit
本文通过纳米线异质结构与能垒过滤实验，证明准一维热电子器件可达到弹道输运极限。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Progress Towards Opto-Electronic Characterization of Indium Phosphide Nanowire Transistors at milli-Kelvin temperatures
在本文中，我们提出了我们的进展对磷化铟（InP）纳米线晶体管在毫开尔文（mK）温度下的光电特性。首先，我们研究了InP纳米线的电子输运的电流-电压（I-V）谱作为温度的函数从300 K下降到40 K。其次，我们展示了在液氦（和基）温度下红色发光二极管（LED）的成功操作，用于光电器件表征。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Contact-Barrier Free, High Mobility, Dual-Gated Junctionless Transistor Using Tellurium Nanowire
栅环纳米线晶体管由于其极强的静电控制和垂直集成能力，是一个非常有前途的候选人亚5纳米技术节点。特别地，由于避免了通过离子注入形成陡峭的源极/漏极结，无结纳米线晶体管是高度可缩放的，具有降低的可变性。在这里，我们展示了一个双栅无结纳米线\emph{p}型场效应晶体管使用碲纳米线作为沟道。由于纳米线的独特的螺旋晶体结构，加上悬挂键的自由，高品质的hBN栅极电介质的集成的悬挂键自由的表面，使我们能够实现在270 K的$570\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$的声子限制的场效应空穴迁移率，这是远远高于国家的最先进的应变硅空穴迁移率。通过降低温度，迁移率增加到$1390\,\mathrm{cm^{2}/V\cdot s}$，并且主要受到库仑散射的限制。\txc{The combination of an electron affinity of $\sim$4 eV and a small bandgap of tellurium provides zero Schottky barrier height for hole injection at the metal-contact interface}，其对于在高度缩放的晶体管中减小接触电阻是显著的。利用这些属性，再加上双栅极操作，我们实现了$216\,\mathrm{μA/μm}$的高驱动电流，同时保持超过$2\ti…
2021-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Performance Evaluation of Ballistic Silicon Nanowire Transistors with Atomic-basis Dispersion Relations
在这封信中，我们探讨了能带结构对弹道硅纳米线晶体管（SNWT）性能的影响。用sp 3d 5s * 紧束缚模型计算了硅纳米线的能量色散关系。基于计算的色散关系，弹道电流的n型和p型SNWT的评估通过使用半数值弹道模型。对于大直径的纳米线，我们发现，弹道p-SNWT提供一半的弹道n-SNWT的ON电流。然而，对于小直径，p型SNWT的导通电流接近其n型对应物。最后，SNWTs的载流子注入速度与平面金属氧化物半导体场效应晶体管进行了比较，清楚地表明了量子限制对SNWTs性能极限的影响。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Control of Majorana Edge Modes by a g-factor Engineered Nanowire Spin Transistor
我们提出了操纵马约拉纳边缘状态通过杂化和自旋电流在纳米线自旋晶体管。自旋晶体管基于异质结构纳米线，该异质结构纳米线包括具有分别形成拓扑和非拓扑区域的大g因子和小g因子的半导体。束缚边缘态的杂化导致自旋电流和$4π$ -周期性扭矩，作为相对磁场角的函数-一种与分数约瑟夫森效应对偶的效应。在磁场几乎为零且自旋沿自旋轨道场方向守恒的非拓扑区域，我们建立了力矩与自旋流之间的关系。角动量转移可以通过灵敏的磁共振力显微镜技术检测。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Miniband Alignment Field-Effect Transistor: a superlattice-based steep-slope nanowire FET
这项工作研究了纳米线的能量过滤，其中通带和阻带是通过在导线中包括超晶格来获得的。当一对这样的超晶格串联放置时，每个超晶格都由一个栅极控制，它可以作为一个晶体管，其中其迷你带的（错误）对齐使器件导通（关闭）。它示出，在弹道电流制度，在一个狭窄的栅极偏置范围内发生的导通和关断状态之间的过渡，从而引起子-60 mV每十年的开关行为。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable quadruple quantum dots in a silicon nanowire transistor
我们提出了一种新型的可重构金属氧化物半导体多栅晶体管，它可以在硅中容纳一个四重量子点。该器件由一个工业四栅硅纳米线场效应晶体管组成。利用角点效应，我们研究了单量子点和串联双量子点结构的通用性，并提取了相关的电容参数。我们解决了四栅极方法的制造可变性，与改进的硅制造技术相结合，使得角态量子点方法成为可扩展的量子信息架构的有希望的候选者。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Ionic liquid gating of InAs nanowire-based field effect transistors
我们报告的操作的场效应晶体管的基础上，一个单一的InAs纳米线门控的离子液体。液体选通产生非常有效的载波调制，其具有比具有SiO2 /Si++衬底的标准背选通大三十倍的λ值。由于这种宽调制，我们展示了纳米线中从半导体到类金属行为的受控演变。这项工作提供了第一个系统的研究离子液体门控在电子设备的基础上个人III-V族半导体纳米线：我们认为这种架构开辟了道路，以广泛的基础和应用研究从相变到生物电子学。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall
A Theoretical Investigation of Surface Roughness Scattering in Silicon Nanowire Transistors
在这封信中，我们报告了一个三维（3D）的量子力学模拟研究表面粗糙度散射（SRS）对硅纳米线晶体管（SNWT）的器件特性的影响。我们处理的Si/SiO2界面粗糙度的微观结构直接通过使用三维有限元技术。结果表明：1）受激喇曼散射降低了沟道中的电子态密度，从而提高了SNWT的阈值电压; 2）当传播模占据较多时，SNWT中的受激喇曼散射更加有效，这意味着受激喇曼散射在横模占据较多的平面型金属氧化物半导体场效应管中比在小直径、少模导通的SNWT中更为重要。
2005-02-22 cond-mat.mes-hall
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
A Dynamically Configurable Silicon Nanowire Field Effect Transistor based on Electrically Doped Source/Drain
在本文中，我们提出了一种可配置的场效应晶体管（FET），其中不仅极性（n型和p型），而且FET的导电机制也可以动态配置。因此，我们可以拥有两种类型的器件，高性能MOSFET和低功耗TFET，用于计算和功耗高效的片上系统（SoC）产品。校准后的3D-TCAD仿真结果验证了可配置FET的特性和功能，并与静态常规MOSFET（或TFET）显示出良好的一致性。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall
Electron-beam patterning of polymer electrolyte films to make multiple nanoscale gates for nanowire transistors
我们报道了一种基于电子束的聚（环氧乙烷）/LiClO $_{4}$聚合物电解质的纳米级图案化方法。我们使用图案化的聚合物电解质作为单纳米线晶体管中的高电容栅极电介质，并获得与传统的金属/氧化物包裹栅纳米线晶体管相当的亚阈值摆动。图案化消除了栅极/接触重叠，这减少了寄生效应并实现了多个独立可控的栅极。该方法的简单性拓宽了在纳米线和其他纳米器件的研究中使用聚合物电解质门控的范围。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Si Nanowire - Array Source Gated Transistors
基于单晶硅纳米线（Si NWs）与金属肖特基接触的溶液处理场效应晶体管的演示。在室温下由纳米线油墨制剂沉积半导体层。具有230 nm厚的SiO_2栅绝缘层的器件显示出优异的输出电流-电压特性，具有低于2 V的早期饱和电压、恒定的饱和电流和极低的饱和电压与栅场的依赖性。这些器件的工作原理明显不同于传统的欧姆接触场效应晶体管（FET），并使用源极-栅极晶体管（SGT）的概念进行解释，其中在反向偏置肖特基源极势垒下的半导体被耗尽，导致低电压夹断和漏极电流饱和。在不同的温度和栅极电压下提取包括激活能的器件参数，以估计不同电极材料的肖特基势垒高度，从而建立晶体管性能-势垒高度关系。使用二维薄膜近似的器件结构在不同的肖特基势垒高度进行数值模拟。在没有任何可调参数的情况下，仅假设晶体管沟道的p掺杂较低，建模数据显示出与测量数据非常好的相关性。从实验和模拟结果，它的结论是，源极势垒控制的纳米线晶体管具有良好的潜在优势，与标准FET相比，包括缓解短沟道效应，在器件工作电流器件沟道长度变化的不敏感性，更高的开/关比，更高的增益，更低的功耗和更高的操作速度的解决方案可加工和可印刷的纳米线电子产品。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Device Performance of Electrodeposited InSb Nanowire Field Effect Transistors
在这项研究中，InSb纳米线已形成电沉积和集成到NW-FET。NW在多孔阳极氧化铝（PAA）模板中形成，其中PAA孔径约100 nm限定NW直径。分别在125 ℃和420 ℃下退火后，纳米线显示出InSb的锌掺杂晶体结构，如从X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜所证实的。退火的纳米线用于制造纳米线场效应晶体管（NW-FET），每个纳米线场效应晶体管包含具有500 nm沟道长度的单个NW，并且通过掺杂Si晶片上的20 nm SiO2层进行选通。在氩气环境中在300 ℃下对NW-FET退火10分钟后，观察到晶体管特性，其中ION约为40 μ A（在背栅配置中，VDS = 1V），在晶体管操作的线性区域中ION/IOFF约为16 - 20，并且gd约为71 μ S。室温下，从样品中提取的场效应电子迁移率为~1200 cm 2 V-1 s-1。我们报告的高导通电流每纳米线相比，其他报道的NW-FET的背栅几何形状和电流饱和在低源漏电压。长沟道MOSFET模型不能很好地描述器件特性，但可以从速度饱和效应的角度定性地理解增强散射
2011-04-28 cond-mat.mes-hall
Observation of shell effects in nanowires for the noble metals copper, silver and gold
我们扩展我们以前的壳效应观察金纳米线在室温下超高真空下的其他两种贵金属：银和铜。与金类似，银纳米线呈现与电子和原子壳填充相关的两个系列的异常稳定的直径。这一观察结果与先前对碱金属纳米线所发现的一致。然而，铜只提供电子外壳填充。值得注意的是，我们发现，壳结构生存在环境条件下的金和银。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytical model of nanowire FETs in a partially ballistic or dissipative transport regime
在纳米晶体管中，由漂移扩散模型描述的完全弹道情况和准平衡情况之间的中间输运状态仍然是一个开放的建模问题。已经提出了问题的分析方法，基于引入后向散射系数，或数值方法，包括在蒙特卡洛解的玻尔兹曼输运方程或在量子输运描述中引入耗散。在本文中，我们提出了一个非常简单的分析模型，无缝地覆盖整个范围内的通用准一维场效应晶体管的传输制度，并将其应用到硅纳米线晶体管。该模型基于将通用晶体管描述为串联的弹道纳米线晶体管的链，或者描述为在势垒区中操作的弹道晶体管和漂移扩散晶体管的系列。作为一个额外的结果，我们发现的流动性和平均自由程之间的关系，有深刻的后果，在纳米器件的运输的理解。
2009-10-05 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
Electron Transport in InAs-InAlAs Core-Shell Nanowires
证据给出的外延InAlAs壳的生长的InAs表面钝化的有效性。测量的电子迁移率作为温度的函数的核-壳和未钝化的纳米线，与核-壳纳米线显示出单调增加的流动性，随着温度降低，在流动性的营业额看到的未钝化的纳米线相反。我们认为，这意味着减少低温电离杂质散射的钝化纳米线，这意味着减少表面状态。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant thermovoltage in single InAs-nanowire field-effect transistors
毫伏范围的热电压证明在单一的InAs纳米线的场效应晶体管。由于埋入式加热方案，我们驱动大的热偏压DT> 10 K和纳米结构上的电导的强场效应调制。这使得精确映射的Seebeck系数S的演变作为室温和100 K $之间的门控电导率的函数。基于这些实验数据的电子迁移率的一个新的估计。这个值进行了比较，与标准的场效应为基础的迁移率估计的结果和讨论有关的设备中的电荷陷阱的效果。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall
First Principle-based Analysis of Single-Walled Carbon Nanotube and Silicon Nanowire Junctionless Transistors
由硅制成的无结晶体管以前已经通过实验和模拟得到了证明。无结器件不需要制造突变的源极-漏极结，因此可以更容易地在侵蚀性几何形状中实现。在本文中，我们探讨了一个类似的架构，积极规模的设备与掺杂的碳纳米管（CNT）组成的通道。研究了n型和p型掺杂的栅全包围（GAA）场效应晶体管（FET）结构。基于CNT的无结FET的电流-电压特性和亚阈值特性与具有可比尺寸的无结硅纳米线（SiNW）FET进行比较。尽管CNT沟道的导通电流较高，但由于CNT带隙较小，与硅器件相比，器件特性较差。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb Oscillations of Indium-doped ZnO Nanowire Transistors in a Magnetic Field
我们报告的观察库仑振荡从本地化的量子点叠加在正常的跳跃电流在ZnO纳米线晶体管。库仑振荡可分辨到20 K。由于载流子运动受到洛伦兹力的作用，观察到了正的各向异性磁电阻。随着磁场的增加，磁场诱导的隧穿势垒透明性导致振荡幅度的增加。作为磁场的函数的能量偏移指示量子点中的电子波函数修改。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
III-V Gate-all-around Nanowire MOSFET Process Technology: From 3D to 4D
在本文中，我们首次通过实验演示了具有垂直堆叠InGaAs纳米线（NW）沟道和环栅（GAA）架构的III-V族4D晶体管。已经开发和总结了能够从3D结构过渡到4D结构的新工艺技术。InGaAs横向和垂直NW阵列的成功制造使MOSFET驱动电流增加了4倍。本文开发的自顶向下技术为未来具有高密度III-V纳米线的低功耗逻辑和RF晶体管开辟了一条可行的途径。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust Mode Space Approach for Atomistic Modeling of Realistically Large Nanowire Transistors
实际大型器件的原子量子输运模拟在计算上要求非常高。广泛使用的模式空间（MS）方法可以显着降低数值计算的成本，但良好的MS基础通常是很难获得原子的全带模型。在这项工作中，一个强大的和并行的算法来优化原子纳米线的MS基础。这使得紧束缚非平衡格林函数（NEGF）模拟纳米线MOSFET与现实的横截面$\rm 10nm\times10nm$使用一个小型的计算机集群。这种方法被应用到不同的沟道长度和截面的InGaAs和硅纳米线nMOSFET的性能进行比较。全频带精度的模拟结果表明，InGaAs纳米线nMOSFET的驱动电流的优势没有超过他们的硅对应的横截面高达约$\rm 10nm\times10nm$。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall
A Silicon Nanowire Ion-Sensitive Field-Effect-Transistor with elementary charge sensitivity
研究了液栅纳米硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）的低频噪声产生机理，发现其电荷噪声水平低于元电荷。我们的测量还表明，周围电解质的离子强度对整体噪声的影响很小。在我们的器件中，电介质的极化噪声似乎是1/f噪声的根源。10 Hz时电荷噪声的估计谱密度Sq = 1.6x10-2 e/sqr（Hz）为使用这些SiNW-FET进行计量研究以用于少量分子的电气检测打开了大门。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall
A Quantum Mechanical Approach for the Simulation of Si/SiO2 Interface Roughness Scattering in Silicon Nanowire Transistors
在这项工作中，我们提出了一个量子力学方法模拟硅纳米线晶体管（SNWT）中的Si/SiO2界面粗糙度散射。模拟域离散与三维（3D）有限元网格，并直接实现的Si/SiO2界面粗糙度的微观结构。采用非平衡格林函数法和耦合模空间法求解了开边界条件下的三维薛定谔方程。通过用有限元法求解三维泊松方程，对器件中的三维静电进行了严格处理。虽然我们主要集中在本文的计算技术，在SNWTs的SRS的物理和它对设备特性的影响也进行了简要的讨论。
2004-12-05 cond-mat.mes-hall
On the Validity of the Parabolic Effective-Mass Approximation for the Current-Voltage Calculation of Silicon Nanowire Transistors
本文研究了广泛使用的抛物线有效质量近似计算硅纳米线晶体管的电流-电压（I-V）特性的有效性。首先采用sp 3d 5s * 紧束缚模型计算了非弛豫Si纳米线的能量色散关系。半数值弹道FET模型，然后采用评估的I-V特性的（n型）SNWTs的紧束缚色散关系和抛物线能带的基础上。与紧束缚方法相比，采用体有效质量的抛物线有效质量模型在线宽<3 nm时显著高估了SNWT的阈值电压，在线宽<5 nm时高估了导通电流。通过引入两个解析方程和两个调谐参数，有效质量近似可以很好地再现紧束缚的I-V结果，即使在1.36nm的线上.
2004-12-10 cond-mat.mes-hall
Effects of Interface Roughness Scattering on Radio Frequency Performance of Silicon Nanowire Transistors
分析了n型硅纳米线晶体管（SiNWT）中原子级界面粗糙度对射频性能的影响。采用基于sp3d5s？* 的三维全带量子输运模拟方法，对界面粗糙度散射进行了统计研究。紧约束模型当SiNWT的直径按比例缩小到3nm以下时，IRS导致截止频率的显著降低。粗糙表面引起的导带边的起伏导致电子通过模失配反射。这种效应降低了电子的速度，从而大大降低了截止频率。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
InAs nanowire with epitaxial aluminium as a single-electron transistor with fixed tunnel barriers
我们报告的单电子晶体管的制造使用InAs纳米线与外延铝与固定的隧道势垒的氧化铝。该器件表现出硬超导能隙诱导的接近铝盖壳，它们表现为金属单电子晶体管。与半导体器件中典型的几个通道接触相比，我们的方法形成了半导体导线的不透明多通道接触，从而提供了一种研究它们的补充方法。此外，我们证实，不需要的额外的量子点可以出现在纳米线的表面。它们的存在是防止在我们的设备，也通过插入之间的InAs和铝，后者是适合于标准的测量方法的GaAs的保护层。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Lattice Vibrational Modes in Si/Ge Core-shell Nanowires
采用第一性原理研究了Si/Ge核壳纳米线的晶格振动模式。除了量子限制之外，由核和壳之间的晶格失配引起的内部应变有助于特征光学模式的显著频率偏移。更重要的是，我们的模拟表明，这些频移可以通过拉曼散射实验检测到，提供了方便和无损的方法来获得核壳材料的结构信息。同时，另一种类型的集体模式，径向呼吸模式（RBM），被确定在硅芯/锗壳纳米线和它们的频率依赖性解释的弹性介质模型。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi one-dimensional transport in single GaAs/AlGaAs core-shell nanowires
我们提出了一种新颖的方法来制造单一的GaAs/AlGaAs核壳纳米线具有强大的和可重复的传输性能。核-壳结构被埋在绝缘GaAs覆盖层中，并在使用高掺杂生长衬底和顶部扩散接触的两个探针设置中生长时连接。测得的电导示出了非欧姆行为与温度和电压偏置依赖性遵循幂律，如预期的准一维系统。
2011-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Balanced ternary addition using a gated silicon nanowire
我们证明了使用硅绝缘体上金属单电子晶体管（SET）的三进制加法器的原理证明。单电子晶体管的栅极相关整流行为导致稳健的三值输出，该输出是SET岛电位的函数。将逻辑三进制输入映射到控制SET岛电位的三个门，使我们能够在单个晶体管上执行复杂的固有三进制运算。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent electron mobility in InAs nanowires
在10-200 K的温度范围内，通过对InAs纳米线场效应晶体管的输运测量获得了有效电子迁移率。迁移率随着温度低于~ 30 - 50 K而增加，然后随着温度高于50 K而减小，与其他报告一致。所观察到的迁移率的幅度和温度依赖性可以解释由库仑散射从电离的表面状态在典型的密度。高于50 K的行为归因于热激活的散射体的数量增加，虽然纳米级的限制也发挥了作用，因为更高的径向子带填充，导致带间散射和载流子分布的移位更接近表面。使用有限元模拟的纳米线晶体管的散射率计算确认，这些机制能够解释的数据。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Epitaxy of CdTe Shells on InSb Nanowires
锑化铟（InSb）纳米线由于其独特的性质而被用作量子器件的构建块，即，强自旋轨道相互作用和大Landég因子。将InSb纳米线与其他材料集成可能会展现出具有独特功能的新型器件。一个突出的例子是InSb纳米线与超导体的结合，用于新兴的拓扑粒子研究。在这里，我们结合II-VI碲化镉（CdTe）与III-V的InSb的核-壳（InSb-CdTe）纳米线的形式和探索潜在的应用的基础上的InSb-CdTe界面的电子结构和CdTe的InSb纳米线上的外延。我们确定的InSb-CdTe界面的电子结构，使用密度泛函理论和提取一个I型带对齐与一个小的导带偏移（$\leq$ 0.3 eV）。这些结果表明，这些壳的表面钝化或结合超导体作为隧道势垒的潜在应用。根据这些壳层的结构质量，我们证明了晶格匹配的CdTe可以在没有界面应变或缺陷的InSb纳米线上外延生长。这些外延壳层不引入无序的InSb纳米线所示的可比的场效应迁移率，我们测量的无帽和CdTe帽纳米线。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain distributions in lattice-mismatched semiconductor core-shell nanowires
研究了晶格失配核壳纳米线的弹性形变场。作者考虑无限导线的六边形截面的假设下，平移对称。应变分布的发现，通过最小化每单位细胞的弹性能量，使用有限元方法。作者发现，应变的轨迹是不连续的，在核和壳之间具有简单的、几乎分段的变化，而应变的各个分量可以表现出复杂的变化。
2010-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Achieving short high-quality gate-all-around structures for horizontal nanowire field-effect transistors
介绍了一种环栅纳米线场效应晶体管的制作方法。使用抗蚀剂-沟槽对准技术将单个纳米线垂直于下面的底栅对准。然后，顶栅被限定为与底栅对准，以形成栅全包围结构。该方法克服了在先前的水平卷绕栅极纳米线晶体管中由于栅极由湿法蚀刻限定而出现的最小可获得栅极长度和栅极长度控制的显著限制。在这里提出的方法中，栅极长度控制受到电子束光刻工艺的分辨率的限制。我们证明了我们的方法的多功能性，通过制造一个独立的底栅，顶栅，和栅极全包围结构的设备，以及一个设备与三个独立的栅极全包围结构与300 nm，200 nm，和150 nm的栅极长度。我们的方法使我们能够实现亚阈值摆幅低至38 mV/dec在77 K的150 nm的栅极长度。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spatially Mapping Phonon Drag in Ultrascaled 5-nm Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Based on a Quantum Hydrodynamic Formalism
该研究采用量子流体动力学方法空间映射5 nm全环绕栅极硅纳米线FET中的声子曳引，揭示电子-声子耦合自热机制，并发现高偏置下热导率降低近50%。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo study of the exchange bias effect in Co/CoO core-shell nanowires
我们利用蒙特卡罗模拟和经典的海森堡哈密顿量研究了圆柱形铁磁核-反铁磁壳纳米线的磁性，以阐明氧化壳层对磁性的影响和磁化反转机制。我们发现，耦合到反铁磁壳层导致抑制的双折射率和出现一个弱的交换偏置效应。在裸和表面氧化的纳米线的磁化反转机制的比较表明，畴壁的传播和湮灭仍然是占主导地位的反转机制在表面氧化的纳米线，在其铁磁对应物。然而，界面交换耦合引入了在具有相干旋转特征的线的中心部分激活的二次反转机制，其与壁传播协同作用，从而增强壁流动性。这种效应在具有大交换偏置值的纳米线中更明显，并且归因于作为磁化反转的成核中心的未补偿的界面矩。我们的结果是在良好的协议与最近的测量在Co和Co/CoO纳米线。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-by-one trap activation in silicon nanowire transistors
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中的闪烁噪声或1/f噪声已被确定为低频噪声的主要来源。它通常起源于大量电荷俘获和释放的系综。然而，从众所周知的1/f噪声模型的偏差观察到纳米级MOSFET和一个新的模型是必要的。在这里，我们报告的观察一个接一个的陷阱激活控制的栅极电压在纳米线MOSFET，我们提出了一个新的低频噪声理论的纳米FET。我们证明了带电荷的陷阱网站之间的库仑排斥，避免激活的几个陷阱同时进行。这种效应导致噪声降低超过一个数量级。由于陷阱的电屏蔽作用，当沟道中的电子密度增加时，它减小。这些发现在技术上对任何具有短而窄的沟道的FET都是有用的。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall
The influence of atmosphere on the performance of pure-phase WZ and ZB InAs nanowire transistors
我们比较了纯相MOCVD生长的ZB和WZ InAs纳米线晶体管在几种气氛中的特性：空气，干燥的纯N $_2$和O $_2$，和N $_2$通过液体H $_2$ O和醇起泡，以确定是否相位相关的结构/表面差异影响其响应。WZ和ZB在干态下的栅极特性都很差。极性物种的吸附使截止电流降低2-3个数量级，增加开关比，并显着降低亚阈值斜率。关键的区别是WZ对低吸附质水平的敏感性更高。我们将此归因于刻面结构及其对传导电子和表面吸附位点之间的分离的影响。我们强调的重要作用，吸附物种纳米线器件特性。在InAs纳米线晶体管中，WZ通常被认为优于ZB。我们表明，这是一个人工制品中发现的环境实验室条件下的适度湿度：WZ和ZB表现同样差，在干气的限制，但同样好的湿气限制。我们还强调了重要的作用，降低密度的障碍，在改善栅极特性，无论是堆垛层错在混合相WZ或表面吸附在纯相纳米线。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Using ultra-thin parylene films as an organic gate insulator in nanowire field-effect transistors
我们报道了纳米线场效应晶体管的发展，其特点是超薄聚对二甲苯薄膜作为聚合物栅极绝缘体。聚对二甲苯的室温气相沉积是使用原子层沉积在高温下制备的氧化物绝缘体的有吸引力的替代方案。我们讨论了我们定制的聚对二甲苯沉积系统，该系统专为在垂直放置在生长衬底上或水平放置在器件衬底上的III-V族纳米线上可靠和可控地沉积<100 nm厚的聚对二甲苯薄膜而设计。前一种情况下，共形涂层纳米线，我们用来生产功能$Ω$栅和栅全包围结构。这些器件在室温下的亚阈值摆幅低至140 mV/dec，开/关比超过$10^3$。对于栅极全包围结构，我们开发了一种新的制造策略，克服了以前的横向缠绕栅极纳米线晶体管的一些限制。最后，我们表明，聚对二甲苯可以沉积在化学处理的纳米线表面，一个功能一般不可能与氧化物产生的原子层沉积由于表面的“自清洁”效应。我们的研究结果突出了聚对二甲苯作为纳米级电子器件中替代超薄绝缘体的潜力，由于聚对二甲苯的良好生物相容性，其潜在应用扩展到纳米生物电子学。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetic Core-Shell Structure and Proximity Effect in 7 nm Single-Crystal Co3O4 Nanowires
本文研究了直径约为7 nm的Co 3 O 4单晶纳米线的磁性。纳米线暴露出由大量Co 3+阳离子组成的（111）面，并具有两个Néel温度，分别为56 K（线芯TN）和73 K（线壳TN），远高于体相Co 3 O 4的TN = 40 K。这种新的BaCo_3 ~（2+）离子的形成是由于Co_3 ~（2+）离子的对称性破缺和磁邻近效应。纳米线壳显示出宏观剩余磁矩。在磁场中冷却时，一部分剩余磁矩被紧紧钉扎在反铁磁晶格上，导致磁滞回线在水平和垂直方向上发生明显的位移。我们的实验表明，交换偏置场HE和钉扎磁矩Mpin遵循一个简单的表达式HE = aMpin与a常数。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Effects on Heterojunction Electron Gases in GaN/AlGaN Core/Shell Nanowires
对GAN/AlGaN核壳结构的六边形和三角形截面纳米线异质结电子气的电子性质进行了理论研究。我们发现，在纳米尺度下，非极性六方晶系在六角处呈现出简并的准一维电子气，在较低的掺杂下过渡到以核为中心的电子气。相比之下，极性三角形核/壳纳米线的极性面或一个单一的准一维电子气的极性面相对的角落，取决于终止的极性面上的非简并电子气。更一般地说，我们的研究结果表明，在封闭的纳米系统中的电子气体是定性的不同，从他们的散装同行。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement and simulation of anisotropic magnetoresistance in single GaAs/MnAs core/shell nanowires
我们报告了通过分子束外延合成的单核/壳GaAs/MnAs纳米线的低场磁电阻的四个探针测量，证明了跟踪场相关磁化的各向异性磁电阻的清晰特征。与微磁模拟的比较表明，磁阻数据的主要特征可以明确地归因于具有锌砷化镓芯的纳米线段。磁阻，磁化和晶体结构之间的直接相关性提供了一个强有力的手段，表征个别混合铁磁体/半导体纳米结构。
2012-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
InAs nanowire hot-electron Josephson transistor
在超导体（S）-正常金属（N）结处，配对相关性可以“泄漏”到N区域中。这种邻近效应[1，2]改变了系统的传输特性，并可能导致SNS结中的超电流[3]。最近的实验工作表明，半导体纳米线（NW）作为纳米级器件的构建块的潜力[4-7]，也与超导元件[8-12]相结合。在这里，我们展示了一个InAs NW约瑟夫森晶体管，其中超电流是由热准粒子注入正常金属电极控制。工作原理是基于NW电子能量分布的修改[13-20]，可以产生降低的耗散和高开关速度。我们将认为，利用异质结构半导体纳米线的这一原则开辟了一条道路，以主机的平衡混合纳米器件的概念[7，21]。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin transistor operation driven by the Rashba spin-orbit coupling in the gated nanowire
对栅控InAs纳米线中自旋晶体管的工作进行了理论描述。计算的电流-电压特性表明，从源极（自旋注入器）流向漏极（自旋探测器）的电流随栅电压的变化而振荡，这是由于栅附近的Rashba自旋-轨道相互作用引起的电子自旋的进动所致.我们研究了自旋晶体管的两种工作模式：（A）具有接触中的电子的完全自旋极化、零温度和对应于横向运动的最低能量子带的单个导电沟道的理想操作模式，以及（B）具有接触中的电子的部分自旋极化、室温的更现实的操作模式，并且考虑了通过许多横向子带的传导。对于模式（A），自旋极化电流可以通过适当地调谐栅极电压来接通/关断，对于模式（B），电流也表现出明显的振荡，但具有非零的最小值。模式（B）的计算结果已与最近的实验数据进行了比较，并已发现一个很好的协议。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall
Broadband microwave spectroscopy of semiconductor nanowire-based Cooper-pair transistors
库珀对晶体管（CPT）是一个封闭在两个约瑟夫森弱连接之间的超导小岛，是各种超导量子线路的原子构件。利用栅极可调半导体沟道作为薄弱环节，与约瑟夫森隧穿相关联的能量尺度可以相对于岛的充电能量而改变，从而调整其电荷波动的程度。在这里，我们直接证明了这种控制映射的能级结构的CPT的砷化铟纳米线（NW）与超导铝壳。我们提取的相位偏置纳米线CPT的量子动力学的详尽建模的基础上的设备参数，并直接测量作为设备温度的函数的奇偶校验占用比，相关的超导和未来的拓扑量子比特。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Anisotropic Magnetoresistance in Core Shell Nanowires and Rolled-up Nanotubes
在铁磁纳米结构中，弹道各向异性磁电阻（BAMR）是由于自旋轨道相互作用导致的弹道电导随磁化方向的变化。最近，一个方向依赖的弹道电导已被预测发生在一些新合成的半导体纳米结构受到外部施加的磁场，而不需要自旋轨道耦合。在这篇文章中，我们回顾了过去的工作预测这种BAMR效应在核壳纳米线和卷起的纳米管。这是补充新的结果，我们建立的管状纳米系统的输运性质受到外部磁场。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
