طراحی و شبیه سازی ترانزیستور اثر میدان گرافنی با نواحی سورس و درین مهندسی شده

جریان خاموشی بالا و کم بودن نسبت جریان روشن به خاموش در ترانزیستور های اثر میدان مبتنی بر نانونوار گرافن، یکی از معایب و مشکلات مجتمع سازی این نوع افزاره ها است. در نتیجه بر آن شدیم تا ساختار هایی را معرفی کنیم که این مشکلات را به حداقل برسانیم. در این پایان نامه عملکرد ترانزیستور های اثر میدان مبتنی بر نانونوار گرافن و همچنین مهندسی اتصالات سورس و درین در این ترانزیستورها به منظور کاهش جریان خاموشی و افزایش نسبت جریان روشن به خاموش در حالت بالستیک بررسی شده است. به منظور کاهش جریان خاموشی دو ساختار ارائه گردیده است. در ساختار پیشنهادی اول، با قرار دادن سه ناحیه با چگالی های مختلف در اتصالات سورس و درین ترانزیستور، مشخصات جریان خاموشی و همچنین نسبت جریان روشن به خاموش در آن بهبود یافته است. در ساختار پیشنهادی دوم، در اتصالات سورس و درین، از یک نانونوار آرمچیر با عرض زیاد استفاده شده است و همین طور که به سمت کانال می رویم تا سه مرحله از این عرض کاسته می شود. قسمت مرکزی این نانونوار به عنوان کانال ترانزیستور در نظر گرفته می شود که دارای 12 n=اتم در عرض (37/1 نانومتر) می باشد. با این مهندسی ساختار، جریان خاموشی به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش یافته و به موجب آن نسبت جریان روشن به خاموش نیز افزایش می یابد. همچنین ساختار های پیشنهادی، شیب زیر آستانه بهتری را از خود نشان می دهند. به منظور شبیه سازی ترانزیستور اثر میدان گرافنی، معادله های پوآسن و شرودینگر به روش خودسازگار و با استفاده از تابع گرین غیر تعادلی و با در نظر گرفتن تنها اوربیتال pz حل می شوند. همچنین به منظور افزایش سرعت در همگرایی جواب و کاهش زمان محاسبات در فضای حقیقی، از روش سانچو استفاده شده است. ضمنا برای به دست آوردن ساختار باند انرژی نانونوار گرافنی از روش تنگ بست و با در نظر گرفتن همسایگی سوم و اثرات لبه نانونوار استفاده می شود. گفتنی است که از دو نرم افزار matlab و nanotcad برای شبیه سازی ساختارهای پیشنهادی استفاده شده است.