Non-Linear Temperature Dependence in Graphene Nanoribbon Tunneling Transistors
通常认为隧穿电流与温度无关。通过进行原子输运模拟，我们表明，相反，在石墨烯纳米晶体管（GNR）的带-带隧穿晶体管（TFET）的亚阈值隧穿电流应该表现出显着的和非线性的温度依赖性。此外，这种非线性的性质作为源极/漏极掺杂和垂直电场的函数而变化，这表明如果正确理解这种非线性，可以提供对隧穿现象的重要见解。最后，通过开发一种伪分析方法，我们预测这种温度依赖性不是GNR所独有的，而是任何带到带隧穿晶体管的一般行为，与沟道材料无关。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Transient tunneling current of single electron transistors
对单电子晶体管的瞬态隧穿电流进行了理论研究。利用Jauho，Wingreen和Meir [Phys.Rev.B50，5528（1994）]给出的电流随时间变化的公式，研究了温度对嵌入非对称势垒中的单个量子点瞬态电流的影响.结果表明，隧穿速率比对瞬态电流特性有显著影响。最后，分析了锗量子点构成的单孔晶体管指数增长瞬态电流的振荡结构。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Large Magnetoresistance Ratio in Ferromagnetic Single-Electron Transistors in the Strong Tunneling Regime
我们研究通过铁磁单电子晶体管的运输。电阻被表示为路径积分，使得可以研究隧道电阻小于量子电阻的系统。在低阶顺序隧穿和共隧穿区域之外，在足够低的温度下，发现了大的磁电阻比，而在相反的极限下，当热能大于充电能量时，磁电阻比仅略有增加.
1999-12-11 cond-mat.mes-hall
Simulation of the Spin Field Effect Transistors: Effects of Tunneling and Spin Relaxation on its Performance
在广泛使用的模拟器nanoMOS中实现了自旋场效应晶体管（spinFET）自旋相关量子输运的数值模拟。该方法包括沟道中的自旋弛豫和源极/漏极与沟道之间的隧穿势垒两者的效应。考虑到这些因素，可以为晶体管设置更现实的性能限制，特别是磁阻，与早期的预测相比，磁阻较低。通过数值模拟阐明了隧穿和自旋弛豫之间的相互作用。隧道势垒的插入导致增加的磁阻。数值模拟被用来探索隧道势垒的设计问题。
2010-02-26 cond-mat.mes-hall
Band-to-band tunneling in a carbon nanotube metal-oxide-semiconductor field-effect transistor is dominated by phonon assisted tunneling
带到带隧穿（BTBT）器件由于其在降低集成电路中的功率耗散方面的潜力而近来获得了很多关注。我们已经进行了广泛的模拟碳纳米管金属氧化物半导体场效应晶体管（CNT-MOSFET）的BTBT操作使用非平衡格林函数形式主义的弹道和耗散量子输运。与最近报道的实验数据（Y. Lu等人，J. Am.美国化学学会，v. 128，p.3518 -3519，2006），我们已经获得了强有力的证据，证明CNT-MOSFET中的BTBT由光学声子辅助的非弹性输运主导，这可能对晶体管特性具有重要影响。结果表明，在大的偏置条件下，两个声子散射也可能变得重要。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall
Vibration-assisted electron tunneling in C_{140} single-molecule transistors
我们测量了由C_{140}制成的单分子晶体管中的电子隧穿，C_{140}是一种具有质量-弹簧-质量几何形状的分子，被选为研究电子-振动耦合的模型系统。我们观察到振动辅助隧穿对应的能量的拉伸模式的C_{140}。分子模型提供了解释为什么这种模式比分子的其他内部模式更强烈地耦合到电子隧穿。我们观察到的隧穿率和预期的Franck-Condon模型之间的比较。
2003-11-07 cond-mat.mes-hall
Twisted monolayer and bilayer graphene for vertical tunneling transistors
我们制备了由单层（Gr）和Bernal双层（BGr）石墨烯电极组成的扭曲控制的共振隧穿晶体管，石墨烯电极由一薄层六方氮化硼（hBN）隔开。共振条件是通过紧密对齐石墨烯电极的晶体取向来实现的，这导致在某些偏置电压下隧穿电子的动量守恒。在这样的条件下，可以实现负微分电导（NDC）。面内磁场的应用导致电子在隧穿过程中获得额外的动量，这允许控制共振条件。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Influence of nano-mechanical properties on single electron tunneling: A vibrating Single-Electron Transistor
我们描述了纳米机械激发的影响下，通过分子结构的单电子隧穿。我们发展了一个包含电荷效应和耗散的全量子力学模型，并将其应用于Park { \em et al.}的振动C $_{60}$单电子晶体管实验。{[Nature { \bf 407}，57（2000）].}我们发现很好的协议，并认为振动是必不可少的分子电子系统。我们提出了一种利用局域玻色子激发实现负微分电导的机制。
2000-12-08 cond-mat.mes-hall
Klein-tunneling transistor with ballistic graphene
如今，室温下的高迁移率石墨烯的可用性使得纳米器件中的弹道输运成为可能。特别是，弹道机制中的p-n-p晶体管提供了克莱因隧穿物理的途径，并允许实现利用狄拉克费米子（DF）的光学行为的设备，如在Vesalego透镜或Fabry Pérot腔中。本文提出了一种基于DF的几何光学的Klein隧穿晶体管。我们考虑的棱镜的情况下，由三角形栅极，其中可能发生全内反射，这导致晶体管传输的可调抑制界定的有源区。我们利用散射理论计算了透射率和电流，并利用非平衡格林函数（NEGF）模拟了有限偏压特性。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Modeling of a vertical tunneling graphene heterojunction field-effect transistor
采用自洽量子输运模拟方法，对基于石墨烯异质结和hBN层的垂直隧穿场效应晶体管（FET）进行了模拟。研究发现，这种不对称的p型和n型导电是由于石墨烯接触和隧穿沟道材料之间的功函数差异造成的。底部石墨烯接触的调制在确定器件的开关特性中起着重要作用。由于垂直场效应管结构产生的静电短沟道效应，输出I-V特性不会饱和。研究了垂直场效应晶体管的标度行为与栅绝缘层厚度和隧穿沟道材料厚度的关系。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall
AC Josephson effect and resonant Cooper pair tunneling emission of a Cooper Pair Transistor
我们测量了一个单一的库珀对晶体管（SCPT）的高频发射的制度，其中运输是由于隧道的库珀对。这是通过将片上SCPT耦合到超导体-绝缘体-超导体结并通过测量穿过结的准粒子的光子辅助隧穿电流来实现的。该技术允许直接检测SCPT的AC约瑟夫森效应，并为适当的栅极电压提供朗道-齐纳跃迁的证据。研究了共振库珀对隧穿区的辐射。它被解释为电荷态之间的转换耦合的约瑟夫森效应。
2007-05-28 cond-mat.mes-hall
Compact Analytical Model of Dual Material Gate Tunneling Field Effect Transistor using Interband Tunneling and Channel Transport
本文建立了长沟道双材料栅（DMG）绝缘体上硅（SOI）隧道场效应晶体管（TFET）的表面电势和漏电流的二维解析模型。该模型考虑了漏极电压、栅金属功函数、氧化层厚度和硅膜厚度等因素的影响，而没有假设沟道完全耗尽。所提出的模型还包括在两个栅极的界面处的电荷积累的效果和隧穿体积随所施加的栅极电压的变化。使用二维数值模拟的模型的准确性进行了测试。与传统TFET相比，所提出的模型预测DMGTFET提供更高的导通状态电流（ION）、更好的导通状态与关断状态电流（ION/IOFF）比和更好的亚阈值斜率（SS）。
2014-05-25 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling via molecular vibrations in single-molecule transistors
在单分子晶体管中，我们观察到非弹性cotunneling功能，对应于大力振动激发的分子，确定拉曼光谱和红外光谱。这是单分子的非弹性电子隧穿光谱的一种形式，晶体管的几何形状允许通过栅电极原位调节电子状态。当电子能级在共振附近被调谐时，振动特征移动并改变形状，这表明振动态的显著修改。当分子中含有未成对电子时，我们还观察到近藤共振周围的振动卫星特征。
2004-08-03 cond-mat.mes-hall
Conductance of the Single Electron Transistor for Arbitrary Tunneling Strength
我们研究了单电子晶体管的电导对温度和栅电压的依赖关系，重点是高导电器件。用路径积分Monte Carlo方法对电子隧穿进行了非微扰处理，电导由Kubo公式确定。采用正则化奇异值分解方法从虚时间模拟数据计算电导。我们的研究结果之间的桥梁可用的分析结果在半经典和微扰的限制，并发现解释最近的实验结果在一个政权不能访问早期的方法。
2000-08-16 cond-mat.mes-hall
Binding energy of exciton complexes determined by the tunneling current of single electron transistor under optical pumping
本文从理论上研究了单电子晶体管在光抽运下的隧穿电流。研究发现，光泵浦产生的量子点中的空穴为电子从发射极隧穿到集电极提供了新的通道。因此，电子可以通过额外的通道隧穿量子点，其特征在于激子，trion和双激子状态。激子复合物的结合能可以由库仑振荡隧穿电流来确定。
2005-04-22 cond-mat.mes-hall
Simulation of phonon-assisted band-to-band tunneling in carbon nanotube field-effect transistors
采用考虑电子-声子散射的非平衡格林函数方法，模拟了碳纳米管金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中的电子输运。对于MOSFET，双极传导通过声子辅助的带-带（Landau-Zener）隧穿来解释。在弹道的情况下相比，我们表明，声子散射的双极导电的发病转移到更积极的栅极电压（从而增加了关闭电流）。结果表明，尽管存在声子散射的影响，双极电导的亚阈值摆幅仍可达到40mV/decade。
2005-10-05 cond-mat.mes-hall
Heterojunction Vertical Band-to-Band Tunneling Transistors for Steep Subthreshold Swing and High ON Current
我们提出了一种异质结垂直隧道场效应晶体管，并使用自洽的弹道量子输运模拟，它可以提供非常陡峭的亚阈值摆幅和高导通电流，从而提高隧道场效应晶体管的可扩展性，以实现高性能。器件的口袋区的导通由异质结势垒高度的调制决定。导通的陡度增加，因为在口袋和下面的区域中的隧穿的同时开始，并且还由于口袋中的垂直隧穿对电流的贡献。这些因素可以通过调整异质结带偏移来设计。
2011-03-15 cond-mat.mes-hall
Barrier-Free Tunneling in a Carbon Heterojunction Transistor
最近，实验表明，石墨烯纳米管（GNR）可以通过解开碳纳米管（CNT）来获得。这使得可以制造在CNT和GNR之间具有独特界面的全碳异质结构。在这里，我们证明，这样的异质结可用于获得一个独特的晶体管操作。通过执行自洽非平衡格林函数（NEGF）为基础的计算原子定义的结构，我们表明，这样的晶体管可以减少能量耗散低于经典的限制，而不损害速度-从而提供了一个替代路线超低功耗，高性能的碳异质结电子。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall
Influence of Phonon Scattering on the Performance of p-i-n Band-to-Band-Tunneling Transistors
功耗已经成为现代集成电路性能扩展的主要障碍，并且已经刺激了对在较低电压摆幅下操作的器件的研究。本文研究了以半导体碳纳米管为沟道材料的p-i-n带间隧穿场效应晶体管（TFET）。这些器件的导通电流主要受到隧穿势垒特性的限制，声子散射仅具有适度的影响。然而，我们发现，截止电流是有限的声子吸收辅助隧穿，因此是强烈的温度依赖性。即使在室温下，也可以很容易地实现低于60 mV/十倍传统限制的亚阈值摆幅。有趣的是，虽然亚阈值摆幅下降，由于声子散射的影响，它仍然在实际偏置条件下低。
2007-10-25 cond-mat.mes-hall
Tunneling broadening of vibrational sidebands in molecular transistors
在强耦合的情况下，研究了通过耦合到单个振动模式的分子量子点的输运。我们使用的电子在分子和电子之间的相关性的扩展，并显示出的隧道展宽的泡利原理和量子化的振荡器的组合强烈抑制。因此，第一个弗兰克-康登步骤是尖锐的比高阶的，其宽度，相比裸隧穿强度，减少了位移和非位移振子的基态之间的重叠。
2003-09-16 cond-mat.mes-hall
Model of tunneling transistors based on graphene on SiC
最近的实验表明，在碳化硅（SiC）上外延生长的石墨烯可以表现出0.26 eV的能隙，使其成为一种有前途的电子材料。通过精确的模型，我们探索了全弹道SiC上石墨烯隧道场效应晶体管（TFFETs）的设计参数空间，并评估了DC和高频品质因数。对于栅极长度低至30 nm的器件，即使在0.15 V的低电源电压下，陡峭的亚阈值行为也可以使I_{ON} / I_{OFF}比超过10^4。本征晶体管延迟小于1 ps。这些因素使该器件成为CMOS之外的低功耗纳米电子学的有趣候选者。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
Effect of Coulomb carrier drag and terahertz plasma instability in p+-p-i-n-n+ graphene tunneling transistor structures
我们评估了由于带间隧穿而在耗尽i区产生的弹道电子和空穴对门控n区和p区中的电子和空穴的库仑拖曳对p+-p-i-n-n+石墨烯隧穿晶体管结构（GTTS）的电流-电压特性和阻抗的影响。拖曳导致在门控n-和p-区中的电流放大以及放大的拖曳电流和注入的隧穿电流之间的正反馈。足够强的阻力可以导致GTTS阻抗的负实部，从而使得等离子体不稳定性和等离子体振荡在太赫兹（THz）频率范围内的自激发成为可能。这种效应可能用于产生太赫兹辐射。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of Cooper pair tunneling and parity effects in the Cooper pair transistor
我们在由四个一维SQUID阵列组成的可调电磁环境中测量了库珀对晶体管（CPT）。研究了在高阻抗极限Z_env>>R_Q=6.45~kΩ时，不同约瑟夫森耦合能与充电能之比下CPT的输运性质。随着环境阻抗的增加，CPT的电流-电压特性（IVC）发展为库珀对隧穿的库仑阻塞，并且所测量的IVC与基于CPT的准电荷动力学的理论定性地一致。增加环境的阻抗引起IVC的调制中的过渡，其中栅极电荷从e周期性到2 e周期性。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall
Performance comparison between p-i-n tunneling transistors and conventional MOSFETs
基于带-带隧穿（BTBT）的场效应晶体管由于其在降低集成电路中的功耗方面的潜力而近来获得了很多关注。在本文中，我们提出了一个详细的性能比较传统的n-i-n MOSFET晶体管，和BTBT晶体管的基础上的p-i-n几何结构（p-i-n TFET），使用半导体碳纳米管作为模型沟道材料。量子输运模拟使用非平衡格林函数形式主义，包括现实的声子散射。我们发现TFET确实可以在室温下产生低于常规MOSFET限制的60 mV/decade的亚阈值摆幅，从而导致更小的关断电流和待机功耗。然而，声子辅助隧穿限制了否则可能实现的关态性能益处。在通态条件下，TFET的驱动电流和本征器件延迟主要由隧穿势垒特性决定。另一方面，观察到TFET的开关能量从根本上小于MOSFET的开关能量，从而降低了动态功耗。上述原因使得p-i-n几何结构非常适合于低功率应用。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in tunneling of spin-polarized electrons in a molecular transistor
本文研究了具有完全自旋极化电极的分子晶体管在温度梯度作用下的热传输问题。采用微扰法中的密度矩阵方法，解决了小隧穿宽度下的问题。研究发现，由于电子振动效应，自旋电子分子晶体管具有负微分热导特性。结果表明，在热电势$S$对失谐能的依赖关系中，与传统的分子晶体管相比，$S$的符号和幅度的变化点的数目增加了。找到了使自旋电子分子晶体管$P_{me}$在最大效率时具有最高热电功率的最佳参数，计算了$ZT$和$P_{me}$的优值随温度和外加磁场的变化关系，研究了库仑相互作用对热电性能的影响。已经揭示，对于非零库仑相互作用，热电装置的更方便的状态发展，其特征在于外部磁场的连续区域，其提供高的热电功率值。
2022-07-09 cond-mat.mes-hall
Theoretical Study of Phosphorene Tunneling Field Effect Transistors
本工作通过自洽原子量子输运模拟研究了基于磷烯的隧穿场效应晶体管的器件性能。Phosphorene是一种超薄的二维（2-D）材料，具有直接带隙，适用于TFT应用。我们的模拟结果表明，磷烯TFTs表现出低于60 mV/dec的亚阈值斜率（SS）和宽范围的导通电流取决于输运方向，由于磷烯的高度各向异性能带结构。通过与单层MoTe 2 TFR 4的基准测试，我们预测磷烯TFR 4在小有效质量方向上取向可以在相同的导通电流/截止电流比下产生比单层MoTe 2 TFR 4大得多的导通电流。还观察到，需要栅极下重叠结构来在小有效质量方向上按比例缩小磷烯TFm，以抑制源极到漏极的直接隧穿漏电流。
2015-02-14 cond-mat.mes-hall
Characteristics of Interlayer Tunneling Field Effect Transistors Computed by a "DFT-Bardeen" Method
理论预测的电流-电压特性的二维异质结层间隧穿场效应晶体管（薄TFTs），专注于电流的大小，可以实现在这样的设备。一个理论的基础上的Barnut隧道方法，使用波函数的第一性原理密度泛函理论。该方法允许方便地将不同材料（即，具有不同晶体结构、晶格常数和/或能带结构）结合到源电极和漏电极中。隧道电流的变化很大，这取决于源极和漏极所用的特定二维材料。从布里渊区（BZ）的中心（伽马点）导出的状态之间的Tunneling被发现，在一般情况下，导致更大的电流比区域边缘（例如K点）的状态。差异，大的数量级，目前的结果和各种先前的预测之间进行了讨论。预测值的隧道电流，包括亚阈值摆幅，与低功耗数字应用的基准值进行比较。接触电阻被认为是其对隧道电流的影响被证明。
2016-10-30 cond-mat.mes-hall
Incoherent Cooper pair tunneling and energy band dynamics in small Josephson junctions - A study of the Bloch Oscillating Transistor
本文根据相位涨落理论和相位变量离域引起的能量能带结构讨论了小约瑟夫森结器件的性质。该理论被应用于实现一个介观放大器，布洛赫振荡晶体管。器件的特性和比较与理论和模拟进行了讨论。该器件在稳定工作模式下的电流增益已被测得高达30。输入阻抗和功率增益的测量表明，BOT是一个放大器设计的中等范围的阻抗，从100 k $Ω$ - 10 M $Ω$。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Current and noise expressions for radio-frequency single-electron transistors
我们推导出由含时微扰驱动的单电子晶体管的电流和噪声的自洽表达式。我们考虑到电环境的影响，高阶共隧穿，和依赖于时间的扰动下的两个电荷态近似使用Schwinger-Kedysh方法结合生成泛函技术。对于一个给定的生成泛函，我们推导出隧道电流和噪声的精确表达式，并提出了形式的输运系数。它还表明，在绝热极限，我们的结果包括以前的公式。为了揭示静态情况下缺失的效应，我们应用推导出的结果来模拟实现的射频单电子晶体管。研究发现，光子辅助隧穿效应通过增强对栅电荷和电流噪声的响应，对单电子晶体管的性能有很大的影响。讨论了电荷灵敏度随隧道电阻和微波频率的变化关系。
2005-03-04 cond-mat.mes-hall
Charge and current fluctuations in a superconducting single electron transistor near a Cooper pair resonance
我们分析了电荷隧穿统计和电流噪声在超导单电子晶体管的约瑟夫森准粒子循环的制度是占主导地位的运输机制。由于库仑阻塞和约瑟夫森相干性之间的相互作用，隧穿事件的概率分布强烈偏离泊松分布，并显示出明显的奇偶不对称的传输电荷的数量。充电和相干性之间的相互作用也反映在零频率电流噪声，这是显着淬火时，准粒子隧穿率是可比的相干库珀对振荡频率。此外，有限的频谱显示了一个强烈的增强附近的共振跃迁频率约瑟夫森隧道。
2002-08-16 cond-mat.mes-hall
Theory of Tunneling Spectroscopy in a Mn$_{12}$ Single-Electron Transistor by Density-Functional Theory Methods
我们用自旋密度泛函理论研究了Mn $_{12}$分子磁体的隧穿输运。一种从Kohn-Sham轨道构造多体波函数的易处理方法允许确定用于输运计算的自旋相关矩阵元。在有限偏压下的隧穿电导的特征在于由代表自旋多重态之间的跃迁的峰，由磁各向异性的顺序上的能量分离。自旋多重态的能量分裂和它们的多体波函数的空间部分，描述了多余电荷的轨道自由度，强烈地影响电子输运，并且可以导致负微分电导。
2010-02-08 cond-mat.mes-hall
Uniaxial Strain Effects on Graphene Nanoribbon Resonant Tunneling Transistors
采用最近邻紧束缚模型和非平衡格林函数方法，数值模拟了单轴应变对典型扶手椅型石墨烯-纳米石墨烯-hBN异质结器件的电流-电压特性的影响.模拟清楚地揭示了以下显着的依赖关系：（i）应变总是减少电流;（ii）在扶手椅方向施加的应变显着加宽了电流的主峰在一个更大的区域的偏置电压相比，非应变状态;（iii）电流下降更快时，应变施加在扶手椅，而不是锯齿形方向。
2019-01-04 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted resonant tunneling of electrons in graphene-boron nitride transistors
在$\sim$ 10和200 mV之间的宽范围的偏置电压下，我们观察到石墨烯-六方氮化硼-石墨烯隧道晶体管的差分电导中的一系列尖锐的谐振特征。我们将其归因于电子隧穿辅助发射声子的明确定义的能量。它们发生的偏置电压对所施加的栅极电压不敏感，因此与石墨烯电极中的载流子密度无关，因此可以排除等离子体效应。对应于共振的声子能量与石墨烯-氮化硼异质结构的晶格色散曲线进行比较，并且接近于单声子态密度的峰值。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Trap assisted tunneling and its effect on subthreshold swing of tunnel field effect transistors
我们提供了一个详细的研究，在隧道场效应晶体管中的界面陷阱辅助隧穿（TAT）机制，以显示它如何有助于一个主要的漏电流路径之前，带到带隧穿（BTBT）启动。与修改后的Shockley-Read-Hall形式主义，我们表明，在室温下，声子辅助TAT电流总是占主导地位，并掩盖了陡峭的BTBT电流打开常见的陷阱密度。我们的结果适用于陷阱位于源-沟隧穿区之间的顶栅、双栅和全包围栅结构。由于TAT对电场具有很强的依赖性，因此通过增强局部电场来增加BTBT电流的任何努力也会增加漏电流。除非BTBT电流可以单独增加，否则计算表明，陷阱密度Dit必须与现有技术相比降低40-100倍，以便在室温下清楚地观察到陡峭的导通（对于III-V族材料）。我们发现，带边缘（Urbach尾）和表面陷阱密度的内在锐度的组合决定了阈下摆动。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous zero-temperature magnetopolaronic blockade of resonant electron tunneling in Majorana-resonant-level single-electron transistor
研究了耦合到两个半无限$g=1/2$ Tomonaga-Luttinger液体（TLL）的单能级振动量子点的Majorana共振能级（MRL）模型的磁极化子推广.在相应平均值的费米子玻色子因式分解的假设下，得到了一个新的非平凡的共振磁极化子辅助隧穿有效透射系数和微分电导的定性公式.这种方法适用于弱磁极化子耦合的情况。令人惊讶的是，它被发现，尽管在这种情况下，假设的费米和玻色子子系统之间的相互作用的弱点，在系统中的强关联电子运输揭示了强（因此，异常）磁极化子封锁在零温度下，如果振动量子的能量是最小的（但非零）的能量参数在系统中的功能。这种效应应该被称为Andreev型的磁相位相干磁极化子辅助共振隧穿，它起源于磁极化子耦合隧道哈密顿量的特殊的马约拉纳对称性。本文预测的效应可以作为单电子晶体管中Majorana共振能级情况的实验指纹，以及用于检测悬浮碳纳米管在电子隧穿通过相应的单电子晶体管的Majorana共振能级制度中的超慢零点振荡。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Multilayer Layer Graphene Nanoribbon Flash Memory: Analysis of Programming and Erasing Operation
基于浮栅晶体管的闪存是现代微电子应用中应用最广泛的存储技术。我们最近提出了一个新的概念，多层石墨烯纳米管（MLGNR）和碳纳米管（CNT）为基础的浮栅晶体管的设计，为未来的纳米级闪存技术。在本文中，我们分析了隧道电流机制，在提出的石墨烯-CNT浮栅晶体管。我们预计，提出的浮栅晶体管将采用福勒-诺德海姆（FN）隧穿在其编程和擦除操作。在本文中，我们研究了隧穿电流的机制和影响隧穿电流的因素，以及浮栅晶体管的行为。分析表明，FN隧穿是由控制栅引起的高场以及控制氧化层和隧道氧化层厚度的强函数。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall
Impact of Edge States on Device Performance of Phosphorene Heterojunction Tunneling Field Effect Transistors
通过原子量子输运模拟研究了使用异质结（He）的黑磷（BP）隧道晶体管（TFET）。结果表明，边缘态对BP-He-TFTs的输运特性有很大的影响，导致了潜在的钉扎效应，恶化了栅极控制。同时，利用氢饱和BPHe-TFxAs中的边缘悬挂键，使边缘态猝灭，可以有效地提高通态电流。通过将具有较小带隙的层状BP延伸到沟道区并调制BP厚度，BP He-TFR 13的器件性能可以进一步优化并满足国际半导体技术路线图（ITRS）2013对低功率应用的要求。在15 nm的3L-1 L和4L-1 L两种BP-He薄膜中，当关态电流为10 $pA/μ$ m时，沿扶手椅方向的通态电流可达10 $^3$ $μ$ A/ $μ$ m以上。同时还发现，双极效应可以有效地抑制在BP He-TFPs。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Dressed tunneling approximation for electronic transport through molecular transistors
本文提出了一种研究具有强电子-声子相互作用的金属电极耦合纳米系统非平衡输运性质的理论方法。它包括从耦合到引线的微扰膨胀中的主导费曼图的重新确认。我们表明，该计划消除了主要的病理发现在以前的简单的分析方法的极化制度。的光谱和传输特性的结果进行了比较，与其他几种方法的参数范围很广。该方法可以以简单的方式制定，以获得完整的计数统计。拍摄和热噪声的结果。
2014-02-03 cond-mat.mes-hall
Rf-induced transport of Cooper pairs in superconducting single electron transistors in a dissipative environment
我们研究了低温和低电压偏置的超导铝单电子晶体管中的电荷输运在耗散环境中，实现为芯片上的高欧姆铬微带。在我们的具有相对大的充电能量值Ec > EJ的样品中，其中EJ是约瑟夫森耦合的能量，发现两种传输机制占主导地位，两者都基于单个库珀对的离散隧穿：取决于栅极电压Vg，经由晶体管岛的对的顺序隧穿（在点Qg = CgVg = e mod（2 e）周围的晶体管的打开状态下，其中Cg是栅极电容）或它们通过晶体管的共隧穿（对于远离这些点的Qg）被发现在净电流中占主导。由于我们的晶体管的开放状态已被发现是不稳定的准粒子中毒，高频栅极循环（在f ~ 1 MHz）被应用于研究顺序隧穿机制。一个简单的模型的基础上的主方程被发现是在一个很好的协议与实验数据。
2003-12-05 cond-mat.mes-hall
Primary thermometry of a single reservoir using cyclic electron tunneling in a CMOS transistor
温度是研究物理现象的一个基本参数。在纳米尺度上，局部温差可以用来设计新型的热纳米电子器件或测试量子化学概念。因此，局部地确定温度是特别相关的。在这里，我们提出了一个初级电子温度计，允许探测单电子器件中的单电子库的局部温度。该温度计基于离散能级系统和单个电子库之间的循环电子隧穿。当以有限速率驱动时，接近电荷简并点，系统表现得像可变电容器，其幅度和线形随温度而变化。在这个实验中，我们使用CMOS纳米线晶体管中的量子点来演示这种类型的温度计。我们通过将器件嵌入射频谐振器来驱动循环电子隧穿，这反过来又使我们能够分散地读取温度计。我们发现谐振腔相位响应的半峰全宽与温度的线性依赖通过众所周知的物理定律，通过使用玻耳兹曼常量和电子电荷之间的比率$k_\text{B}/e$。总的来说，温度计显示出潜在的本地探测纳米电子器件中的快速热动力学和无缝集成与硅基量子线路。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Vibrational sidebands and dissipative tunneling in molecular transistors
运输通过分子设备与强耦合到一个单一的振动模式被认为是在振动阻尼耦合到环境的情况下。我们专注于弱隧穿极限，速率方程的方法是有效的。环境的作用可以通过摩擦阻尼项$\mysig(ω)$和相应的频移来表征。我们考虑一个分子，附着在基板上，导致频率依赖的摩擦阻尼的单振荡器模式的分子，并将其与频率无关的阻尼具有恒定的品质因数$Q$的参考模型进行比较。对于大值的$Q$，运输是由位移振子状态之间的隧道引起的一系列著名的弗兰克-康登步骤，而在小$Q$，有一个交叉到经典的制度与能隙由经典的位移能量。使用实际值的弹性性能的基板和分子的大小，我们计算$I$ - $V$曲线，并找到我们的理论和最近的实验之间的定性协议$C_{60}$单分子器件。
2003-07-02 cond-mat.mes-hall
Time-domain measurements of quasiparticle tunneling rates in a single-Cooper-pair transistor
我们测量，在实时，单个准粒子隧穿在一个单一的库珀对晶体管，使用射频反射仪的超导分支。我们通过分析晶体管的偶态和奇态的停留时间分布，直接提取了偶-奇和奇-偶跃迁速率。我们讨论了测量和分析技术，并报告准粒子隧穿率的温度和门依赖性。
2006-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge Transport Processes in a Superconducting Single-Electron Transistor Coupled to a Microstrip Transmission Line
我们研究了GaAs/AlGaAs异质结中的超导单电子晶体管（S-SET）中的电荷输运过程。S-SET的宏观焊盘与2DEG一起形成微带传输线。我们观察到各种载流周期的S-SET，我们归因于同时隧道的库珀对和发射的光子到微带。我们发现这些实验结果和模拟，包括光子发射和光子辅助隧穿由于电磁环境之间的良好协议。
2001-10-04 cond-mat.mes-hall
Dissipative tunneling and orthogonality catastrophe in molecular transistors
运输通过分子器件与弱隧道耦合的引线，但与强耦合到一个单一的振动模式被认为是在振动被阻尼耦合到环境的情况下。特别是，我们研究了分子上的电荷对环境的振动模式的静电耦合对$I$ - $V$特性的影响。我们发现，对于可比的特征长度尺度的范德华力和静电相互作用的分子与环境的振动模式，$I$ - $V$的特性是定性的改变，人们会期望从正交性的灾难和开发一个阶梯状的不连续性的开始传导。对于非常不同的长度尺度的情况下，我们恢复耗散符合建模的静电力作为一个外部的影响，由分子和基板组成的系统，这意味着正交性突变的外观，在符合以前的结果。
2004-04-09 cond-mat.mes-hall
Bilayer Insulator Tunnel Barriers for Graphene-Based Vertical Hot-electron Transistors
依赖于量子力学隧穿的垂直石墨烯基器件概念在电子学和光电子学中的应用文献中正在激烈地讨论。在这项工作中，载流子输运机制的半导体绝缘体石墨烯（SIG）电容器的研究，相对于其作为电子发射极的垂直石墨烯基极晶体管（GBT）的适用性。比较了几种用作隧道势垒的介质材料，包括介质双层。使用双层薄膜，我们实验证明显着改善电子注入电流，促进福勒-诺德海姆隧穿（FNT）和步骤隧穿（ST），同时抑制缺陷介导的载流子传输。使用1 nm厚的高质量电介质硅酸铥（TmSiO）作为第一绝缘体层和二氧化钛（TiO $_2$）作为高电子亲和性第二层绝缘体，实现了接近10 $^3$ A/cm $^2$（受串联电阻限制）的高注入隧穿电流密度和优异的电流-电压非线性和不对称性。我们还证实了我们的方法在一个完整的GBT结构的可行性和有效性，显示出显着的改善集电极导通态电流密度相对于以前报道的GBT。器件设计和制造方案的选择考虑到未来的CMOS工艺兼容性。这项工作提出了一个双层隧道势垒的方法作为一个有前途的候选人，用于高性能的垂直石墨烯为基础的隧道器件。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall
Characterization of All-Chromium Tunnel Junctions and Single Electron Tunneling Devices Fabricated by Direct-Writing Multilayer Technique
本文报道了用不同的直写多层膜技术制备的Cr/CrO_x/Cr隧道结和SET晶体管的制备和性能分析。在所有情况下，CrOx隧道势垒都是在环境条件下在空气中形成的。从单结的实验，有效的势垒高度和厚度的值。对于Cr/CrO_x/Cr SET晶体管，我们使用扫描透射电子显微镜对Si_3N_4膜衬底进行电子束曝光，获得了17 x 60 nm ^2的最小结面积。我们讨论了晶体管样品的电性能以及它们的噪声行为。
1999-07-06 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of the Seebeck coefficient in a Kondo-correlated single-quantum-dot transistor
我们报告的第一次测量的塞贝克系数在隧道接触和栅极可调的个人单量子点结在近藤制度，使用电迁移技术制造。这个基本的热电参数是通过直接监测响应于结两端的温差而感应的电压的幅度，同时保持通过器件的净隧穿电流为零来获得的。与在扫描隧道显微镜（STM）配置中探测的体材料和单分子相比，研究纳米级电子晶体管中的热电势受益于电可调谐性以展示突出的量子效应。这里，通过改变温度，根据量子点中的自旋配置，引起塞贝克系数的显著符号变化。与数值重整化群（NRG）计算结果的比较表明，无论是在共隧穿区还是近藤区，在费米能级附近，隧穿态密度一般是不对称的.
2018-11-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene Single Electron Transistor
我们报告了石墨烯单电子晶体管的电子输运实验。该器件由通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极的石墨烯岛组成。它是静电可调的三个横向石墨烯栅极和一个额外的背栅。隧道耦合是栅电压的强非单调函数，表明势垒中存在局域态。我们研究了隧道能隙的能量尺度、收缩区的共振和库仑阻塞共振。从库仑金刚石测量在不同的设备配置（即障碍配置），我们提取的充电能量为3.4毫电子伏，并估计一个特征的能量尺度为10毫电子伏的收缩共振。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Time-dependent simulation of particle and displacement currents in THz graphene transistors
虽然与时间无关的模型提供了非常有用的动态信息，减少了计算负担，超越准静态近似提供丰富的信息时，处理太赫兹（THz）频率。在这项工作中，太赫兹噪声的双栅极石墨烯晶体管直流极化进行了详细的模拟的时间相关的粒子和位移电流。从这样的电流，总电流波动的功率谱密度（PSD）计算在源极，漏极和栅极接触。详细分析了晶体管横向尺寸、Klein隧穿效应和正负能量注入对PSD的影响。通过比较有和没有带间隧穿和石墨烯注入的PSD，表明石墨烯结构中不可避免的Klein隧穿和正负能量注入意味着噪声的增加，而电流没有类似的增加，降低了（低频或高频）信噪比。最后，它表明，较短的垂直高度（与传输方向上的有源区的长度相比），更大的PSD的最大频率。作为该结果的副产品，设想了优化石墨烯晶体管的固有截止频率的替代策略（没有长度缩放）。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tunnel field effect transistor based on a complex oxide lateral heterostructure
我们展示了一个隧道场效应晶体管的基础上，从$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$电子气图案化的横向异质结构。电荷通过隧穿从$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$接触注入，并且通过绝缘$\mathrm{SrTiO_3}$的窄沟道的电流经由静电侧栅极控制。在低温和高温下测量了漏源I/V曲线。该晶体管表现出强电场和温度依赖性行为，具有高达$10\:\mathrm{mV/decade}$小的陡峭亚阈值斜率%和高达$g_m\approx 22 \: \mathrm{μA/V}$的介电常数。一个完全一致的输运模型的漏源隧穿再现测得的陡峭的亚阈值斜率。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Non-Linear Thermovoltage in a Single-Electron Transistor
我们在单电子晶体管中进行直接热电压测量，使用片上局部温度计，在线性和非线性制度。使用一个模型，占共同隧穿，我们发现很好的协议与实验数据没有自由参数，即使当温度差大于平均温度（远离线性制度）。这使我们能够确认的灵敏度的热电压共隧穿，并发现，在非线性制度的金属岛的温度是一个至关重要的参数。令人惊讶的是，即使在零净充电电流下，金属岛也倾向于过热，导致热电压降低。
2018-12-16 cond-mat.mes-hall
All-thermal transistor based on stochastic switching
波动是强烈的介观系统，必须考虑到运输的描述。我们表明，它们甚至可以被用作一个系统作为一个设备的操作资源。我们利用单电子隧穿的物理原理，提出了一种作为热晶体管工作的二分器件。双端导体中的电荷和热流可以通过来自电容耦合的第三端的热波动来选通。门系统可以充当开关，既不向导体注入电荷也不注入能量，从而实现巨大的放大系数。可以利用隧穿电子的非热性质来操作器件而没有能量消耗。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall
High Current Density Vertical Tunneling Transistors from Graphene/Highly-Doped Silicon Heterostructures
石墨烯/硅异质结构作为用于各种电子和光子器件的新平台，如势垒电阻器、太阳能电池、光调制器和化学传感器，引起了极大的兴趣。迄今为止的研究主要集中在石墨烯和轻掺杂硅之间的结上，其中肖特基势垒被认为是载流子传输过程的主导因素。在这里，我们报告了一个系统的调查之间形成的异质结石墨烯和高掺杂硅载流子输运。通过改变硅掺杂水平和测量温度，我们表明，通过原生氧化物的隧穿效应的石墨烯/p++-Si异质结的载流子输运占主导地位。我们进一步证明，隧道电流可以有效地调制的外部栅极电场，导致在垂直隧穿晶体管。得益于高掺杂硅的大态密度，我们的隧穿晶体管可以提供超过20 A/cm 2的电流密度，比以前的石墨烯/绝缘体/石墨烯隧穿晶体管在相同的开/关比下高出约两个数量级。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Predictive Analytic Model for High-Performance Tunneling-Field Effect Transistors Approaching Non-Equilibrium Green's Function Simulations
提出了一种新的紧凑的建模方法，它描述了全电流-电压（I-V）特性的高性能（积极按比例缩小）隧穿场效应晶体管（TFTs）基于同质结直接带隙半导体。该模型基于两个关键特征的解析描述，其捕获了与TFTs相关的主要物理现象：1）从源到沟道的电势分布，以及2）带隙区域中的复杂带的椭圆曲率。本文提出用源和沟道的一维泊松方程来描述同质结薄膜晶体管中的电势分布。这允许量化源极/漏极掺杂对器件性能的影响，这是TFET建模中通常忽略但在超大规模器件中高度相关的方面。紧凑的模型进行了验证，通过比较与国家的最先进的量子输运模拟使用的3D全带原子的方法的基础上的非平衡格林函数（NEGF）。它示出，该模型再现具有良好的精度，从模拟中获得的数据在所有区域的操作：开/关状态和n/p分支的传导。这种方法允许计算TFFET中的能量依赖性带间隧穿电流，这是一个允许深入了解底层器件物理的功能。该方法的简单性和准确性提供了一个强大的工具，以定量的方式探索各种各样的参数（材料，尺寸和/或几何形状相关）如何影响TFET的性能在任何偏置条件下。因此，所提出的模型提出了一个实际的补充计算昂贵的模拟，如三维NEGF的方法。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
