يكسوكنندگي در نانو ديود خودسوئيچ گرافني با استفاده از آلايش گيت هاي جانبي

Rectification in Graphene Self-Switching Nanodiode Using Side Gates Doping

خواص الكترونيكي و رفتار يكسوسازي ديود­هاي خود سوئيچ گرافني با آلايش گيت هاي جانبي با اتم­هاي نيتروژن و بور، با استفاده از روش تنگ بست تابعي چگالي، مورد بررسي قرار گرفت. آلايش گيت­هاي ادوات، سبب تغيير هدايت الكتريكي نانو نوار گرافني گيت­ ها و كانال نيمه­ هادي مي­گردد. در نتيجه، اندازه ولتاژ آستانه باياس مستقيم به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش يافته، به صورتي كه در ساختارهاي 565 آلايش يافته با اتم­هاي بور و نيتروژن، اين ولتاژ نزديك به صفر است. همچنين، جريان الكتريكي عبوري در باياس مستقيم و معكوس ادوات آلايش يافته، نسبت به ساختار غير آلائيده، به ترتيب افزايش و كاهش يافته است. در بين همه ساختارها، ساختار 565 آلايش يافته با اتم­هاي بور، داراي بيشترين نسبت يكسوسازي به ميزان 55/558 است و ماكزيمم جريان عبوري در باياس مستقيم در محدوده باياس اعمالي نيز مربوط به اين ساختار، به مقدار μA56/8 است.

The electrical properties and rectification behavior of the graphene self-switching diodes by side gates doping with nitrogen and boron atoms were investigated using density functional tight-binding method. The devices gates doping changes the electrical conductivity of the side gates and the semiconductor channel nanoribbons. As a result, the threshold voltage value under the forward bias is significantly reduced, so that in the boron and nitrogen doped 565 structures, this voltage is close to zero. Also, relative to the undoped structure, the electric current under the forward and reverse biases of the doped devices are increased and decreased, respectively. Among all the structures, the boron atoms doped 565 structure has the highest rectification ratio of 558.58 and also, the maximum current under the forward bias is related to this structure with the value of 8.56 μA.