Выпуски

 / 

2019

 / 

том 17 / 

выпуск 1

 



Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Yu. O. Kruglyak
«Physics of Nanotransistors: Landauer–Dutt–Lundstrom Transport Model and Ballistic Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor»
0025–0056 (2019)

PACS numbers: 71.20.-b, 72.80.Ey, 73.23.Ad, 84.32.Ff, 85.30.De, 85.30.Tv, 85.35.-p, 85.40.Bh

Розглянуто транспортний модель Ландауера–Датта–Лундстрома (ЛДЛ), який далі використовується для побудови теорії MOSFET за низьких і високих напружень на стоці, в квазирівноважних і в далеких від рівноваги умовах. Для достатньо довгих каналів провідности результати збігаються зі звичними традиційними результатами, проте, також можна достовірно побудувати фізику нанотранзисторов, що працюють у балістичному або квазибалістичному режимах. Використовується підхід ЛДЛ для розрахунку вихідних характеристик балістичних MOSFET. Для цієї мети застосовується Ландауерове рівняння з обмеженнями, які накладає електростатика MOS. В результаті виходить достатньо простий модель балістичних MOSFET. У разі невиродженої статистики цей модель спрощується аналогічно тому, як вже було одержано раніше в моделю термойонної емісії. Для MOSFET у підпороговому режимі можна користуватися невиродженою статистикою. У режимі вище порога зона провідности на вершині бар'єру близька до або навіть лежить нижче рівня Фермі. І, тим не менше, стало звичайною практикою в теорії структур MOS припускати невироджену статистику Максвелла–Больцманна, оскільки використання її спрощує розрахунки і робить теорію більш наочною. Більш того, на практиці, як правило не відомі значення деяких параметрів з потрібною точністю, так що стало звичним користуватися невиродженою статистикою із залученням емпіричних параметрів, щоб вписатися в експериментальні дані.

Keywords: nanoelectronics, field effect transistor, MOSFET, LDL model, transistor metrics, transistor control, virtual source


References
1. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 201 (2018) (in Russian).
2. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 2: 233 (2018) (in Russian).
3. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 3: 465 (2018) (in Russian).
4. Yu. A. Kruglyak, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 16, No. 4: 597 (2018) (in Russian).
5. S. Datta, Lessons from Nanoelectronics: A New Perspective on Transport (Singapore: World Scientific: 2012). https://doi.org/10.1142/8029
6. M. Lundstrom and C. Jeong, Near-Equilibrium Transport. Fundamentals and Applications (Singapore: World Scientific: 2013).
7. Yu. O. Kruhliak and M. V. Strikha, Ukrainskyi Fizychnyi Zhurnal. Ohliady, 10: 3 (2015) (in Ukrainian).
8. Yu. A. Kruglyak, Nanoelektronika 'Snizu-Vverkh' (Odessa: TJeS: 2015) (in Russian).
9. S. Datta, Lessons from Nanoelectronics. Part A: Basic Concepts (Singapore: World Scientific: 2017). https://doi.org/10.1142/10440-vol1
10. M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018); www.nanohub.org/courses/NT.
11. R. F. Pierret, Advanced Semiconductor Fundamentals (Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall: 2003).
12. R. Landauer, IBM J. Res. Dev., 1, No. 3: 223 (1957). https://doi.org/10.1147/rd.13.0223
13. Yu. A. Kruglyak, Termoelektrichestvo, 6: 7 (2014) (in Russian).
14. R. Kim and M. Lundstrom, Notes on Fermi-Dirac Integrals (West Lafayette, Indiana, USA: Purdue University: 2011); www.nanohub.org/resources/5475.
15. B. J. Van Wees, H. van Houten, C. W. J. Beenakker, J. G. Williamson, L. P. Kouwenhoven, D. van der Marel, and C. T. Foxon, Phys. Rev. Lett., 60: 848 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.60.848
16. D. F. Holcomb, Am. J. Phys., 67: 278 (1999). https://doi.org/10.1119/1.19251
17. M. S. Shur, IEEE Electron Device Lett., 23: 511 (2002). https://doi.org/10.1109/LED.2002.802679
18. M. V. Fischetti, T. P. O'Regan, N. Sudarshan, C. Sachs, S. Jin, J. Kim, and Y. Zhang, IEEE Trans. Electron Dev., 54: 2116 (2007). https://doi.org/10.1109/TED.2007.902722
19. D. Frank, S. Laux, and M. V. Fischetti, Intern. Electron Dev. Mtg. (IEDM), Technical Digest, 553-556 (1992).
20. Z. Ren, R. Venugopal, S. Goasguen, S. Datta, and M. Lundstrom, IEEE Trans. Electron Dev., 50: 1914 (2003). https://doi.org/10.1109/TED.2003.816524
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2019 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача