石墨烯纳米带场效应管结构优化

编号：NMJS03900

篇名：石墨烯纳米带场效应管结构优化

作者：赵磊； 赵柏衡； 常胜； 王豪； 黄启俊；

关键词：石墨烯纳米带场效应管(GNRFET)； 结构优化； 掺杂； 开关电流比； 亚阈值摆幅；

机构： 武汉大学物理科学与技术学院； 武汉大学微电子与信息技术研究院；

摘要： 石墨烯纳米带场效应管(graphene nanoribbon field effect transistor,GNRFET)作为后硅基时代集成电路基础器件的有力竞争者受到广泛关注。以数字电路应用为指向,基于密度泛函理论的计算仿真,对GNRFET的结构设计优化进行了研究。分析了宽度N=3m和N=3m+1(m为正整数)两系列半导体型石墨烯纳米带的传输特性,结果表明N=3m系的扶手椅型石墨烯纳米带(armchair GNR,AGNR)更适合作为晶体管的沟道。研究了掺杂对GNRFET性能的影响,得到明显n型特性,并确定了掺杂位置;探讨了沟道长度对器件的影响,得到了较大的开关电流比(约1 700)和较小的亚阈值摆幅(30～40 mV/decade)。这些优化手段有效提高了GNRFET的性能,可指导其设计和制备。