基于新原理的隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管（TFETs）亞閾值擺幅（SS）可低于60mV/decade,在低功耗器件應(yīng)用方面具有廣闊前景.然而開態(tài)電流偏低是TEFTs面臨的巨大挑戰(zhàn).二維材料具有平滑的界面,載流子被限制在二維平面內(nèi),柵壓更容易控制載流子行為,有望解決上述問(wèn)題.尋找?guī)犊烧{(diào)且高載流子遷移率的二維半導(dǎo)體材料成為研究熱點(diǎn).本文基于第一性原理計(jì)算,研究了單層α-GeTe的電子性質(zhì),分析了單軸應(yīng)變及空位缺陷對(duì)其電子性質(zhì)的影響.基于電子性質(zhì)的結(jié)果,結(jié)合非平衡格林函數(shù)的方法,研究了以單層α-GeTe為溝道材料的隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能,分析了影響單層α-GeTe隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸運(yùn)性能的應(yīng)變及缺陷效應(yīng).通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn),單層α-GeTe是遷移率較大的間接帶隙半導(dǎo)體,沿y方向施加2%~5%的拉伸應(yīng)變將出現(xiàn)間接到直接再到間接的帶隙轉(zhuǎn)變,而且顯著提高了載流子遷移率.我們搭建了以單層α-GeTe為溝道的雙柵TFET,考慮溝道沿不同輸運(yùn)方向,通過(guò)量子力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn),沿鋸齒邊方向輸運(yùn)的關(guān)態(tài)電流比沿扶手椅邊方向輸運(yùn)的關(guān)態(tài)電流低一個(gè)數(shù)量級(jí),且沿扶手椅邊方向3%~4%的拉伸應(yīng)變可使單層α-GeTe TFET的關(guān)態(tài)電流減小,開... 

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 傳統(tǒng)金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)
        1.2.2 隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管(TFET)
        1.2.3 二維材料的優(yōu)勢(shì)
        1.2.4 對(duì)二維材料的電子性質(zhì)有調(diào)制作用的兩種方法
    1.3 論文內(nèi)容安排
第二章 基本理論和計(jì)算方法
    2.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.1.4 贗勢(shì)
        2.1.5 Projector Augmented Wave(PAW)方法
    2.2 量子輸運(yùn)計(jì)算方法
        2.2.1 器件輸運(yùn)模型
        2.2.2 非平衡密度矩陣
        2.2.3 Landauer-Büttiker公式
    2.3 計(jì)算軟件
第三章 單軸應(yīng)變對(duì)單層α-GeTe電子性質(zhì)的影響
    3.1 計(jì)算方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 單層α-GeTe的電子性質(zhì)
        3.2.2 單軸應(yīng)變對(duì)單層α-GeTe電子性質(zhì)的影響
    3.3 結(jié)論
第四章 單軸應(yīng)變對(duì)單層α-GeTe TFET輸運(yùn)性能的影響
    4.1 計(jì)算方法
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 單層α-GeTe TFET的輸運(yùn)性能
        4.2.2 單軸應(yīng)變對(duì)α-GeTe TFET性能的影響
    4.3 結(jié)論
第五章 空位缺陷對(duì)單層α-GeTe電子結(jié)構(gòu)及TFET輸運(yùn)性能的影響
    5.1 計(jì)算方法
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 單層α-GeTe空位缺陷的電子結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性
        5.2.2 空位缺陷對(duì)α-GeTe TFET輸運(yùn)性能的影響
    5.3 結(jié)論
第六章 全文總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間完成論文情況



本文編號(hào)：3696611