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 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
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
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
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
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
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
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
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
The Effect of Dielectric Capping on Few-Layer Phosphorene Transistors: Tuning the Schottky Barrier Heights
磷烯是一种独特的具有二维层状结构的单元素半导体。在这封信中，我们研究了机械剥离的少层磷烯顶栅晶体管的行为。我们实现了144 mA/mm的高导通电流和95.6 cm 2/Vs的空穴迁移率。我们沉积Al 2 O3原子层沉积（ALD）和研究的电介质覆盖的影响。我们观察到，晶体管的极性交替从p型到双极与Al 2 O 3生长在顶部。我们将这种转变归因于金属接触边缘处的电子和空穴的有效肖特基势垒高度的变化，这源于ALD电介质中的固定电荷。
2014-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用，使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据，钯接触表现出完美的透明度，空穴注入，而不是金接触。另一方面，它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致，并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触，而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling a Schottky-barrier carbon nanotube field-effect transistor with ferromagnetic contacts
在这项研究中，肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）的模型，铁磁接触，已经开发。重点分析了电流-电压特性以及散粒噪声和热噪声。该方法是基于紧束缚模型和非平衡格林函数技术。计算表明，在室温下，CNT FET的散粒噪声在亚阈值区为泊松分布，而在栅压和漏/源压升高区，Fano因子大大降低.此外，输运性质强烈地依赖于源极和漏极接触中的相对磁化取向。特别地，观察到相当大的隧道磁阻，其绝对值可以超过50%。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
2D Ambipolar Vertical Transistors as Control-free Reconfigurable Logic Devices
本文提出基于双极性MoTe2沟道的垂直晶体管，利用源漏接触的非对称静电栅控形成不同肖特基势垒，实现无需极性控制栅极的可重构逻辑器件，有望提升逻辑密度并降低成本。
2023-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Engineering Schottky Barrier in Black Phosphorus field effect devices for spintronic applications
黑磷（BP）是近年来发现的一种很有前途的二维直接带隙半导体材料。在这里，我们报告的双极场效应晶体管的行为多层BP铁磁隧道接触。通过使用TiO ${_2}$ /Co接触，我们观察到肖特基势垒降低< 50 meV，这可以通过栅极电压进一步调节。突出地，在BP器件中实现了良好的晶体管性能，其中漏极电流调制在四到六个数量级上。在室温下，空穴和电子的载流子迁移率分别为$\sim$ 155和0.18 cm ${^2}$ V ${^{-1}}$ s ${^{-1}}$.此外，磁阻计算表明，与施加的栅极电压的BP设备的电阻是在适当的范围内注入和检测自旋极化的空穴。我们的研究结果表明，工程BP nanolayered器件的有效的纳米电子和自旋电子学应用的前景。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Dirac-Source Diode with Sub-unity Ideality Factor
功耗的增加需要低功耗电路技术来扩展摩尔定律。低功率晶体管，如隧道场效应晶体管（TFFET），负电容场效应晶体管（NC-FET），和Dirac源场效应晶体管（DS-FET），已实现打破亚阈值摆幅（SS）的超声波限制。然而，一个低功率二极管整流器，它打破了理想的因素（n）为1在室温下的电子极限，还没有提出。在这项研究中，我们已经实现了DS肖特基二极管，它具有陡峭的斜率特性曲线，通过利用石墨烯的线性态密度（DOS）。对于研制的DS肖特基二极管，n<1的漏极电流最小值为0.8，并且整流比很大（10万）。DS肖特基二极管的实现为低功耗电子电路的发展铺平了道路。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall
Simulation of hydrogenated graphene Field-Effect Transistors through a multiscale approach
在这项工作中，我们提出了基于最近制造的100%氢化石墨烯（所谓的graphane）和理论上预测的半氢化石墨烯（即graphone）的场效应晶体管的性能分析。该方法是基于准确的计算的能带通过GW近似，随后拟合与三个最近邻（3 NN）sp3紧束缚哈密顿量，并最终用于计算弹道输运在基于功能化石墨烯的晶体管。由于大的能隙，所提出的器件具有由一维石墨烯纳米颗粒FET提供的许多优点，例如大的Ion和Ion/Ioff比、降低的带间隧穿，而没有在电路集成的禁止性光刻和图案化要求方面的相应缺点。
2010-04-03 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
Two-dimensional field-effect transistors based on lateral heterojunctions of transition metal dichalcogenides: dissipative quantum transport modeling
本文通过耗散量子输运模拟研究NbS₂/MoS₂/NbS₂横向异质结p型二维晶体管，发现栅极与沟道对准是调控肖特基势垒和器件缩放行为的关键设计参数。
2024-12-29 cond-mat.mes-hall
Reliable determination of the Cu/n-Si Schottky barrier height by using in-device hot-electron spectroscopy
本文介绍了Cu/Al_2O_3/Cu/n-Si热电子晶体管的工作原理，它能直接测定金属/半导体的势垒高度，即使在半导体中载流子冻结温度以下也是如此。热电子能谱测量返回一个相当温度无关的值为0.66 $\pm$ 0.04 eV的Cu/n-Si势垒在温度低于180 K，在基本上根据主流方法的复杂的拟合的电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）测量。Cu/n-Si热电子晶体管在低温下的截止电流约为2 * 10^-13 A，导通/截止比约为10 ^5，等效阈摆幅约为96 mV/dec，这些值适合于潜在的高频器件。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall
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
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
Assessing the role of quantum effects in 2D heterophase MoTe$_2$ field effect transistors
二维过渡金属二硫属化物（TMD）已被提出作为未来场效应晶体管设计中沟道材料的候选材料。利用TMD的金属T-或T'相作为与半导体H相沟道的接触的异相设计在降低器件的接触电阻方面显示出有希望的结果。在这项工作中，我们使用从头计算来演示如何原子尺度和量子效应影响的弹道输运性能在这样的异质晶体管的沟道长度高达20 nm。研究了T '-H MoTe $_2$肖特基接触和平面T'-H-T' MoTe $_2$晶体管中载流子密度对电荷转移的影响。我们发现，肖特基势垒的大小和电荷转移的界面处的局部原子排列和掺杂水平的主导。此外，两种类型的量子态对电荷输运有很大的影响：由于量子限制，半导体中的界面态和驻波。我们发现，后者可以与上升的电流超过一个数量级，由于共振隧穿。我们的研究结果证明了这些2D晶体管的量子力学性质，并强调了实现此类器件竞争性能的几个挑战和可能的解决方案。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall
Electron irradiation of metal contacts in monolayer MoS$_2$ Field-Effect Transistors
本文研究了电子束辐照单层二硫化钼（MoS $_2$）场效应晶体管（FET）肖特基金属接触的问题。我们表明，暴露的Ti/Au源/漏导致电子束提高了晶体管的电导。我们模拟的电子在设备中的路径，并表明，大部分的光束能量被吸收的金属接触。因此，我们建议，晶体管电流增强是由于热诱导的界面反应，降低接触肖特基势垒。我们还表明，电子束调理的接触是永久性的，而照射的通道可以产生瞬态效应。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electric field modulation of Schottky barrier height in graphene/MoSe2 van der Waals heterointerface
我们展示了一种基于石墨烯/MoSe 2范德华（vdW）异质结的垂直场效应晶体管。石墨烯和MoSe 2之间的vdW界面表现出理想因子约为1.3的肖特基势垒，表明高质量界面。由于石墨烯中的低态密度，石墨烯中的费米能级的位置可以通过外部电场强烈地调制。因此，石墨烯/MoSe 2 vdW界面处的肖特基势垒高度也被调制。我们展示了10^5的大电流开-关比。这些结果表明石墨烯/MoSe 2 vdW异质结构在电子应用中具有潜在的高性能。
2015-07-18 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
Landauer-QFLPS model for mixed Schottky-Ohmic contact two-dimensional transistors
二维材料基场效应晶体管（2DM-FET）在电子器件中发挥着革命性的作用。然而，经过多年的发展，没有器件模型可以在物理精度和计算效率方面与标准硅基晶体管的Pao-Sah模型相匹配，以支持大规模集成电路设计。一个剩余的关键障碍是2DM-FET的接触。为了在当前模型中自洽地包含接触效应，需要执行自洽计算，这对于优先考虑效率的应用程序来说是一个致命的缺陷。在这里，我们报告的Landauer-QFLPS模型有效地克服了上述矛盾，其中QFLPS是指准费米能级相空间理论。将接触区和本征沟道部分的物理图象联系起来，成功地导出了包含接触效应的漏源电流公式。为了验证该模型，我们制备了基于两种典型的2DM，黑磷（BP）和二硫化钼（MoS2）的晶体管，前者具有双极传输，后者显示电子主导的单极传输。提出的新公式可以描述肖特基或欧姆接触的2DM-FET。此外，与传统方法相比，该模型具有精确、高效的优点，特别是在描述非单调漏极电导特性时，因为接触效应是自洽的，并且被紧凑地封装为指数项。更重要的是，我们还在电路级检查了模型。在这里，我们制作了一个三位阈值反相器量化电路的基础上双极性BP工艺和实验证明，该模型可以准确地预测电路的性能。这种工业良性的2DM-FET模型应该是非常有用的2DM-FET为基础的集成电路的发展。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultralow Schottky Barriers in hBN-Encapsulated Monolayer WSe$_2$ Tunnel Field-Effect Transistors
为了探索基于二维半导体沟道（SC）单层的场效应晶体管（FET）在自旋电子学中的应用潜力，两个最重要的问题是确保形成可变的低电阻隧道铁磁接触（FC）和在制造过程中保持SC的本征特性。大的肖特基势垒导致形成高阻接触和方法，采用控制的障碍往往会改变SC的固有特性。这项工作的目的是解决这两个问题，在完全封装的单层WSe $_2$场效应管通过使用双层h-BN作为隧道势垒在FC/SC接口。我们研究了单层WSe $_2$ FET中的电输运，该FET具有面内电流几何形状，在240 K下产生空穴迁移率$\sim$ 38.3 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$，开/关比为10 $^7$的数量级，受接触区域的限制。我们已经实现了超低有效的肖特基势垒（$\sim$ 5.34 meV）与封装的隧穿器件，而不是一个非封装的设备，其中的势垒高度相当高。这些观察提供了对FC/h-BN/SC/h-BN异质结构的电学行为的洞察，并且对势垒高度的这种控制开辟了基于WSe $_2$的自旋电子器件的可能性。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Performance Comparison of Graphene Nanoribbon FETs with Schottky Contacts and Doped Reservoirs
我们提出了一个原子的3D模拟研究的石墨烯纳米管（GNR）肖特基势垒（SB）FET和晶体管与掺杂的水库（MOSFET）的非平衡格林函数（NEGF）形式主义的泊松方程和薛定谔方程的自洽解决方案。理想的MOSFET在数字和THz应用中表现出略好的电气性能。非理想性对器件性能的影响进行了研究，考虑到存在的单空位，边缘粗糙度和电离杂质沿通道。一般来说，MOSFET比SBFET表现出更稳健的特性。边缘粗糙度和单空位缺陷在很大程度上影响这两种器件类型的性能。
2008-07-10 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
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
Schottky Electric Field Induced Circular Photogalvanic Effect in Cd3As2 Nanobelts
狄拉克半金属由于具有晶体反转对称性，被认为是不可能出现圆形光电流效应的。在这里，我们报告的观察在Cd3As2纳米带场效应晶体管的CPGE，当光激发集中在附近的金属接触到室温。我们将CPGE归因于肖特基电场诱导的对称性破缺，这导致了通过自旋动量锁定的圆偏振光激发的光电流调制。该假设是支持一套实验，包括空间和角度分辨螺旋度依赖的光电流，开尔文探针力显微镜，和栅极电压的依赖。第一性原理计算证实了场致结构畸变后的拓扑相变。这项工作提供了关键的见解电控螺旋度依赖的光电子学在狄拉克材料。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall
Prospects of Zero Schottky Barrier Height in a Graphene Inserted MoS2-Metal Interface
源极/漏极接触处的低肖特基势垒高度（SBH）对于在基于原子层MoS 2沟道的场效应晶体管中实现高驱动电流是必不可少的。采用诸如选择具有适当功函数的金属和化学掺杂的方法来改善从接触电极到沟道的载流子注入，并减轻MoS 2和金属之间的SBH。最近的实验表明，当石墨烯层插入金属板（Ti和Ni）和MoS 2之间时，SBH显著减少。然而，这一现象的物理或化学起源尚未明确。在这项工作中，密度泛函理论（DFT）模拟进行，采用赝势与非常高的基组得到的见解的金属和单层二硫化钼之间的电荷转移通过插入的石墨烯层。我们对16种不同界面的原子模拟涉及5种不同的金属（Ti，Ag，Ru，Au和Pt）显示：（i）SBH的这种降低在各种金属中不一致，相反，在Au和Pt的情况下观察到SBH的增加;（ii）与MoS 2-金属界面不同，在任何MoS 2-石墨烯-金属系统中，MoS 2的投影色散保持不变，能量轴上的能带发生偏移。(iii)适当选择金属（例如，Ru）可以在石墨烯插入的MoS 2-金属接触中表现出欧姆性质。这些理解将提供一个方向，在开发高性能的晶体管，涉及异质原子层作为接触电极。
2015-12-29 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
Carbon Nanotube Field-Effect Transistors With Integrated Ohmic Contacts and High-k Gate Dielectrics
高性能增强型半导体碳纳米管场效应晶体管（CNTF）是通过将欧姆金属管接触、高介电常数HfO 2膜作为栅绝缘体和静电掺杂的纳米管段作为源/漏电极组合而获得的。这些元件的组合提供高导通电流、约70-80 mV/十倍频程的亚阈值摆幅，并允许低关断电流和抑制双极传导。掺杂的源极和漏极方法类似于MOSFET的方法，并且可以在积极的垂直缩放下赋予纳米管FET优异的关断状态。这与具有金属源极/漏极的器件或通常称为肖特基势垒FET的器件相比具有重要的优点。
2003-12-16 cond-mat.mes-hall
Tunable Schottky barrier and high responsivity in graphene/Si-nanotip optoelectronic device
我们展示了可调肖特基势垒高度和记录的光响应在一个新概念的设备由单层CVD石墨烯转移到一个矩阵的nanotips图案的n型硅晶片。其中纳米尺寸的石墨烯/Si异质结与暴露于Si衬底的电场的石墨烯区域交替的原始布局（其充当二极管阴极和晶体管栅极两者）导致具有肖特基势垒的单偏置控制的双端子势垒。纳米尖端图案化有利于光吸收，并且尖端顶点处的电场的增强改善了光电荷分离，并且能够通过碰撞电离实现内部增益。这些特征使得该器件成为具有响应度（对于3 mW/cm 2强度的白色LED光为3 A/W）的光电探测器，其响应度几乎比商用光电二极管高一个数量级。我们广泛的电压和温度依赖性的设备参数的特征和证明，多结的方法不添加额外的不均匀性的肖特基势垒高度分布。这项工作代表了在实现石墨烯/硅肖特基器件的光电应用的重大进展。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall
AlGaN Channel Field Effect Transistors with Graded Heterostructure Ohmic Contacts
报道了一种具有异质结构低阻欧姆接触的超宽带隙（UWBG）Al 0.75Ga 0.25N沟道金属-绝缘体-半导体场效应晶体管（MISFET）。AlN的低本征电子亲和势（0.6 eV）导致金属-AlGaN界面处的大肖特基势垒，从而导致高电阻欧姆接触。在这项工作中，我们使用反向组成渐变n++ AlGaN接触层，以实现向上的电子亲和性梯度，导致1.9 × 10 -6欧姆.厘米2的低比接触电阻的n-Al 0. 75 Ga 0. 25 N沟道（带隙~ 5.3 eV）与非合金接触。我们还展示了UWBG Al0.75Ga0.25N沟道MISFET器件的操作采用组成渐变n++欧姆接触层和20 nm原子层沉积的Al 2 O3作为栅极电介质。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall
Ultra-Low Noise Multiwalled Carbon Nanotube Transistors
报道了中等尺寸准弹道半导体多壁碳纳米管（IS-MWCNT）器件噪声的实验研究。的噪声是两个数量级低于单壁纳米管（SWCNTs），并在研究范围内没有长度依赖性。在这些沟道有限的设备与小或可忽略的肖特基势垒的噪声被证明是源于栅极电介质中的电荷陷阱的本征电位波动。用弹道电荷噪声模型比扩散McWhorter模型能更好地解释归一化噪声的门依赖性。结果表明，IS-MWCNTs的噪声性能比较厚的MWCNTs更接近SWCNTs。这些结果可以在未来用于分析其他纯弹道纳米级器件中的噪声。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Large current modulation in exfoliated-graphene/MoS2/metal vertical heterostructures
基于石墨烯的垂直场效应晶体管在实现高速开关器件方面已经引起了相当大的关注;然而，这种器件的功能性受到其小的开-关电流比或导通电流密度的限制。我们通过机械剥离和干法转移石墨烯和二硫化钼层制备了石墨烯/二硫化钼/金属垂直异质结构。石墨烯和MoS 2之间的范德华界面表现出肖特基势垒，从而使明确定义的电流整流成为可能。由于石墨烯的小态密度，肖特基势垒的高度可以通过外部栅极电场强烈调制。我们获得了超过10^5的大电流调制，同时具有~10^4 A/cm^2的大电流密度，从而证明了剥离石墨烯/MoS 2/金属垂直场效应晶体管的优异性能
2014-08-29 cond-mat.mes-hall
Advancements in Complementary Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
采用高功函数金属Pd和低功函数金属Al分别作为源漏电极，制备了高性能p型和n型单壁碳纳米管场效应晶体管（FET）。欧姆接触化学本征单壁碳纳米管，没有或小肖特基势垒（SB），提供高导通状态电流高达20 μ A每管。在纳米管-金属界面处缺乏显著的费米能级钉扎允许通过改变接触金属来微调p沟道和n沟道导电的势垒高度。由此获得的空气稳定的p-和n-FET可以用于互补纳米电子学，如制造逆变器所示。其他重要的问题，包括滞后，关断状态的漏电流，纳米管直径的选择，和阈值电压控制的纳米管场效应管进行了讨论。
2004-01-13 cond-mat.mes-hall
p-GaAs nanowire MESFETs with near-thermal limit gating
获得高性能p型晶体管的困难和栅极绝缘体电荷俘获效应对III-V族互补金属氧化物半导体（CMOS）电子器件提出了两个主要挑战。我们报道了一种p-GaAs纳米线金属-半导体场效应晶体管（MESFET），它通过利用金属-GaAs界面处的肖特基势垒来消除对栅极绝缘体的需要。我们的器件击败了性能最好的p-GaSb纳米线金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），给出了62 mV/dec的典型亚阈值摆幅，在热极限的4%内，通断比$\sim 10^{5}$，导通电阻~700 k $Ω$，接触电阻~30 k $Ω$，峰值频率为1.2 $μ$ S/ $μ$ m，频率高达10 kHz的高保真交流工作。该器件由具有未掺杂的芯和重Be掺杂的壳的GaAs纳米线组成。我们仔细地回蚀纳米线的栅极位置，以获得肖特基势垒绝缘栅极，同时保持掺杂壳在接触处的完整性，以获得低接触电阻。我们的器件开辟了一条道路，全砷化镓纳米线MESFET互补电路，简化了制造和提高性能。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Multifunctional Devices and Logic Gates With Undoped Silicon Nanowires
我们报告的电子输运性质的多栅极器件制造的非掺杂硅纳米线。通过局部静电门控和温度依赖性测量实现了对相关传输机制的理解和控制。源极/漏极接触和硅沟道的作用可以被独立地评估和调整。围绕硅化物-硅接触界面的包裹栅极被证明是有效的，在诱导接触肖特基势垒的完全抑制，从而使载流子注入到液氦温度。通过独立调节有效肖特基势垒高度，可以获得各种可重构器件功能。特别地，相同的纳米线器件可以被配置为用作具有可调极性的肖特基势垒晶体管、肖特基二极管或p-n二极管。这种多功能性最终被用来实现增益远高于1的NAND逻辑门。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall
Towards Multi-Scale Modeling of Carbon Nanotube Transistors
多尺度模拟方法是必要的，以解决科学和技术问题，在迅速发展的领域的碳纳米管电子。在本文中，我们描述了一个正在进行的努力，以开发一个全面的多尺度模拟碳纳米管电子学的能力。在本文中，我们专注于该层次的一个元素，弹道CNTF的模拟自洽地解决泊松和薛定谔方程的非平衡格林函数（NEGF）的形式主义。NEGF输运方程在两个水平上求解：i）使用碳原子的pz轨道作为基础的半经验原子水平，以及ii）原子模式空间方法，其仅处理管周向方向上的几个子带，同时保留沿载流子输运方向的原子网格。模拟实例表明，这些方法描述了纳米管晶体管中的量子输运效应。最后，本文简要讨论了这些半经验的器件级模拟可以连接到从头算，连续，电路级模拟的多尺度层次结构。
2003-12-20 cond-mat.mes-hall
A WSe2 vertical field emission transistor
我们报告的第一次观察到的栅控场发射电流从钨二硒化物（WSe 2）单层，SiO2/Si衬底上的化学气相沉积合成。镍接触WSe 2单层背栅晶体管，在高真空下，表现出n型导电和漏偏置依赖的传输特性，这是由于氧/水解吸和漏诱导肖特基势垒降低，分别。栅极调谐的n型导电能够实现场发射，即通过量子隧穿提取电子，甚至从WSe 2单层的平坦部分。电子发射在电场~100 V μm^（-1）下发生，并表现出良好的时间稳定性。值得注意的是，场发射电流可以由背栅电压调制。第一场发射垂直晶体管的基础上WSe 2单层，从而证明，可以铺平道路，以进一步优化新的WSe 2为基础的设备用于真空电子。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall
Environmental effects on the electrical characteristics of back-gated WSe2 field effect transistors
我们研究了聚合物涂层，压力和温度对单层WSe 2背栅晶体管的准欧姆Ni/Au接触的电特性的影响。我们发现，去除一层聚（甲基丙烯酸甲酯）或降低压力的变化，从p型到n型的器件导电性。我们研究了作为温度的函数的电流-电压特性，并在平带条件下测量了高度为60 meV的接触处的栅极可调肖特基势垒。我们报告和讨论的流动性和亚阈值斜率随温度的升高观察到的变化。最后，我们估算了WSe 2/SiO2界面处的陷阱密度，并研究了器件的光谱光响应，在700 nm波长和0.37 mWcm^-2光功率下获得了0.5 AW^-1的响应率。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall
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
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
DFT modelling of bulk-modulated carbon nanotube field-effect transistors
本文采用密度泛函理论（DFT），对碳纳米管场效应晶体管（FET）的非平衡输运性质进行了原子模拟。结果已获得内的非平衡格林函数（NEGF）计划的基础上自洽的方法。我们的注意力一直集中在一种新的设备，所谓的块调制CNTF。最近的实验实现\cite{Chen,Lin_condMat}已经表明，这种器件可以表现出优异的性能，甚至优于现有技术的肖特基势垒（SB）调制晶体管。我们的计算旨在探索，在原子水平上，在这些新的设备中的物理机制管理的运输。我们强调的作用，一维屏蔽栅极和漏极感应电流调制机制，指出，在同一时间，正确评估的纳米管量子电容的重要性。的操作制度和设备的性能限制进行了分析，指出，在同一时间，准一维，短沟道效应所发挥的作用。
2005-12-05 cond-mat.mes-hall
