https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/54106| Title: | Влияние зарядовых свойств на электрические характеристики транзисторной гетероструктуры с двумерным каналом |
| Other Titles: | Charging properties effect on the transistor heterostructure electrical characteristics with a two-dimensional channel |
| Authors: | Зайцев, В. А. Подрябинкин, Д. А. Мельникова, В. В. Данилюк, А. Л. |
| Keywords: | публикации ученых;двумерные полупроводники;транзисторные структуры;зарядовые свойства |
| Issue Date: | 2023 |
| Publisher: | Гродненский государственный университет имени Янки Купалы |
| Citation: | Влияние зарядовых свойств на электрические характеристики транзисторной гетероструктуры с двумерным каналом = Charging properties effect on the transistor heterostructure electrical characteristics with a two-dimensional channel / В. А. Зайцев [и др.] // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі Купалы. Серыя 2, Матэматыка. Фізіка. Інфарматыка, вылічальная тэхніка і кіраванне. – 2023. – Т. 13, № 3. – С. 98–108. |
| Abstract: | Во введении кратко рассмотрены ограничения применения традиционных транзисторов со структурой «металл–диэлектрик–полупроводник» (МДП-транзисторов), а также преимущества, особенности и проблемы использования двумерных материалов в качестве каналов полевых транзисторов. Сформулирована цель работы, состоящая в моделировании влияния зарядовых свойств на электрические характеристики транзисторной структуры с двумерным каналом с учетом свойств материалов, интерфейсных состояний, а также взаимовлияния электрофизических параметров. В основной части представлена модель полевой транзисторной структуры (объект моделирования) с двумерным полупроводниковым каналом и полевым электродом (затвором), отделенным диэлектриком. В качестве материала двумерного канала рассмотрен модельный прямозонный полупроводник, характеризующийся шириной запрещенной зоны 0,25–2,1 эВ. Получено уравнение для тока канала, учитывающее самосогласованную взаимосвязь электрофизических параметров транзисторной структуры. Представлены результаты моделирования влияния зарядовых свойств и взаимосвязи электрофизических параметров на передаточную характеристику и ее крутизну, выходную характеристику и коэффициент усиления по напряжению транзисторной структуры с двумерным каналом. В заключении сформулированы полученные новые закономерности, состоящие в установлении взаимовлияния зарядовых свойств транзисторной структуры с двумерным каналом, его квантовой емкости, емкости канала и затвора при варьировании ширины запрещенной зоны материала канала, емкости подзатворного диэлектрика, емкости интерфейсных состояний, потенциала затвора. Представлены новые закономерности влияния зарядовых свойств и взаимосвязи электрофизических параметров транзисторной структуры с двумерным каналом из дихалькогенидов переходных металлов на ее передаточную и выходную характеристики, а также крутизну и коэффициент усиления по напряжению. Полученные результаты могут найти применение при проектировании новых приборов наноэлектронки на основе двумерных материалов. |
| Alternative abstract: | The introduction briefly discusses the limitations of using traditional MIS transistors, as well as the advantages, features, and problems of using two-dimensional materials as FET channels. The purpose of the work is formulated, which consists in modeling the effect of charge properties on the electrical characteristics of a transistor structure with a two-dimensional channel, taking into account the properties of materials, interface states, and also the mutual influence of electrical parameters. The main part presents a model of a field-effect transistor structure (simulation object) with a two-dimensional semiconductor channel and a field electrode (gate) separated by a dielectric. A model direct-gap semiconductor characterized by a band gap of 0.25–2.1 eV is considered as a material for a two-dimensional channel. An equation for the channel current is obtained, which takes into account the self-consistent relationship between the electrophysical parameters of the transistor structure. The results of modeling the effect of charging properties and the relationship of electrophysical parameters on the transfer characteristic and its steepness, output characteristic and voltage gain of a transistor structure with a two-dimensional channel are presented. In conclusion, the obtained new regularities are formulated, which consist in establishing the mutual influence of the charge properties of a transistor structure with a two- dimensional channel, its quantum capacitance, channel capacitance and gate capacitance when varying the band gap of the channel material, capacitance of the gate dielectric, capacitance of interface states, gate potential. New patterns of the effect of charge properties and the relationship of the electrical parameters of a transistor structure with a two-dimensional channel of transition metal dichalcogenides on its transfer and output characteristics, as well as the slope and voltage gain are presented. The results obtained can be used in the design of new nanoelectronic devices based on two-dimensional materials. |
| URI: | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/54106 |
| Appears in Collections: | Публикации в изданиях Республики Беларусь |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Zajcev_Vliyanie.pdf | 836.88 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.