新型納米場效應(yīng)晶體管的太赫茲特性研究.pdf

1、本文利用非平衡格林函數(shù)和泊松方程建立了碳納米管和石墨烯場效應(yīng)晶體管的量子輸運(yùn)模型，并自洽求解基于柵極結(jié)構(gòu)和溝道工程的場效應(yīng)晶體管的穩(wěn)態(tài)和高頻特性。在高頻研究成果的基礎(chǔ)上將研究范圍擴(kuò)展到太赫茲域，分析了基于流體動力學(xué)模型的場效應(yīng)晶體管的太赫茲輻射和探測理論，并給出了產(chǎn)生穩(wěn)定等離子波自激振蕩的閾值條件，分析了太赫茲探測響應(yīng)的影響因素。本論文的主要內(nèi)容涉及以下四個方面：
　　首先，簡單介紹了碳納米管和石墨烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電學(xué)特性、應(yīng)用領(lǐng)域

2、及發(fā)展現(xiàn)狀，并利用非平衡格林函數(shù)和泊松方程建立了場效應(yīng)晶體管的量子力學(xué)模型。
　　其次，設(shè)計了線性摻雜碳納米管場效應(yīng)晶體管和輕漏摻雜石墨烯納米條帶場效應(yīng)晶體管，并分別將這兩種摻雜技術(shù)與普通摻雜進(jìn)行比較。結(jié)果表明：線性摻雜結(jié)構(gòu)具有更小的泄露電流和關(guān)態(tài)電流，更大的電子平均速率。而輕摻雜漏使得源漏極到柵極的電勢能變化更加平緩，降低了帶間隧穿的可能性，增大了柵極控制溝道電勢的能力，柵控傳輸效率提高，引起了更大的跨導(dǎo)、減小了器件的開關(guān)時間和

3、亞閾擺幅、獲得較高的截止頻率。
　　然后，研究了欠柵結(jié)構(gòu)場效應(yīng)晶體管的高頻特性，并將單、三材料欠柵結(jié)構(gòu)對比，結(jié)果表明：三材料結(jié)構(gòu)的高頻特性更佳；欠柵結(jié)構(gòu)減小了金屬柵到源漏端的電場，導(dǎo)致柵極電容減小，從而增大了截止頻率，縮短了弛豫時間，且截止頻率達(dá)到太赫茲域。同時，對于兩種結(jié)構(gòu)都可通過設(shè)置合理的欠柵或柵極長度以獲得理想的截止頻率和開關(guān)電流比。
　　最后，基于流體動力學(xué)模型，探究了場效應(yīng)晶體管的太赫茲輻射和探測理論，得到穩(wěn)定的等