شبيه سازي ترانزيستور بدون پيوند نانولوله كربني با استفاده از روش تابع گرين غيرتعادلي

Simulation of Junctionless Carbon Nanotube Field Effect Transistor Using Non-equilibrium Green’s Function Formalism

در اين مقاله،‏ ساختار ترانزيستوري به‌نام ترانزيستور بدون پيوند نانولوله كربني را با استفاده از تابع گرين غيرتعادلي ‏شبيه‌سازي كرده‌ايم. ترانزيستورهاي بدون پيوند (‏JL-FET‏) ساختارهاي بديعي هستند كه ضمن تسهيل فرآيند ساخت ‏مشخصات الكترونيكي مطلوبي فراهم مي‌كنند. ما با اعمال مفهوم بدون پيوند به ترانزيستورهاي اثرميداني نانولوله كربني ‏‏(‏CNTFET‏)،‏ مشخصات الكترونيكي يك ترانزيستور اثرميداني نانولوله كربني بدون پيوند (‏JL-CNTFET‏) را بررسي كرده ‏و با ترانزيستور نانولوله كربني معمولي (‏C-CNTFET‏) مقايسه كرده‌ايم. پارامترهايي نظير سويينگ زيرآستانه،‏ نسبت جريان ‏روشني به جريان خاموشي و مشخصه خروجي ترانزيستور براي ساختارهاي مذكور محاسبه شده‌اند. همچنين حساسيت ‏Ion/Ioff ‎‏ ترانزيستور ‏JL-CNTFET‏ به تغيير كايراليتي و چگالي ناخالصي بررسي شد‌ه‌است.‏‎ ‎نتايج حاصل از شبيه‌سازي ‏نشان مي‌دهد كه ترانزيستورهاي نانولوله كربني بدون پيوند با داشتن ولتاژ آستانه و شيب زيرآستانه كوچكتر و همچنين ‏جريان خروجي بيشتر در حدود دو برابر ‏C-CNTFET‏ گزينه مناسبي براي كاربردهاي ديجيتال هستند. به منظور شبيه‌سازي ‏كامپيوتري از روش حل خودسازگار معادله پوآسن و شرودينگر از طريق روال ‏NEGF‏ تحت شرايط بالستيك استفاده ‏شده‌است.‏

Junctionless field effect transistors (JL-FETs) are novel structures which have simplified the fabrication process and have appropriate electronic characteristics. By applying junctionless concept to Carbon nanotube field effect transistors (CNTFETs), we have investigated the electronic characteristics of a JL-CNTFET, and compared its characteristics to a conventional CNTFET. Electronic parameters such as subthreshold swing, Ion/Ioff ratio and output characteristic are simulated for both JL-CNTFET and C-CNTFET. Sensitivity of Ion/Ioff ratio to CNT’s chirality and doping density of channel also are investigated. We have simulated the JL-CNTFET structure using the self-consistent solution of Poisson–Schr?dinger equations, within the non-equilibrium Green’s function (NEGF) formalism.