本文關(guān)鍵詞：新型納米器件及其應(yīng)用電路建模分析

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 碳納米管 HALO LDD 異質(zhì)柵電介質(zhì) 查找表

【摘要】：本文采用非平衡格林函數(shù)和泊松方程自洽求解的量子模型,探討不同結(jié)構(gòu)的碳基場效應(yīng)管的輸運(yùn)特性。在器件電學(xué)特性的研究基礎(chǔ)上,利用Verilog-A建立查找表模型,在SPICE中構(gòu)建電路,研究不同結(jié)構(gòu)碳基場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的電路性能。此外,本文研究了硅基自旋場效應(yīng)管的輸運(yùn)特性及其構(gòu)成邏輯電路的性能。本文的主要內(nèi)容涉及以下幾個(gè)部分:首先,本文提出一種綜合非對稱峰值摻雜與輕摻雜結(jié)構(gòu)的n-i-n型GNRFETs(HALOLDD-GNRFETs),并與傳統(tǒng)的GNRFETs(C-GNRFETs)、輕摻雜結(jié)構(gòu)GNRFETs(LDDGNRFETs)進(jìn)行比較,結(jié)果表明HALO摻雜與LDD摻雜結(jié)構(gòu)顯著地提高了器件的開關(guān)電流比與電壓增益、減小了亞閾擺幅、抑制了短溝道效應(yīng)。此外,還分別探討了基于HALO-LDD-GNRFETs、LDD-GNRFETs、C-GNRFETs的異或門與全加器電路的性能,結(jié)果表明基于HALO-LDD-GNRFETs的異或門與全加器具有更小的功耗和功耗延遲積(PDP),且基于HALO-LDD-GNRFETs實(shí)現(xiàn)了D觸發(fā)器與多路復(fù)用電路。其次,本文提出了一種異質(zhì)輕摻雜結(jié)構(gòu)的p-i-n型CNTFETs(LD-HTFETs),并與普通高K結(jié)構(gòu)隧穿場效應(yīng)管(HK-TFETs)、異質(zhì)隧穿場效應(yīng)管(HTFETs)進(jìn)行比較,結(jié)果表明異質(zhì)結(jié)構(gòu)與輕摻雜結(jié)構(gòu)能夠有效地提高開關(guān)電流比與截止頻率、減小亞閾擺幅與柵電容,使得LD-HTFETs具有較好的靜態(tài)特性與高頻特性。在研究這三種器件構(gòu)成的邏輯電路中,發(fā)現(xiàn)基于LD-HTFETs的電路具有低延遲、低功耗、低PDP以及良好穩(wěn)定性的特點(diǎn),且用LD-HTFETs實(shí)現(xiàn)了三值反相器電路。最后,基于非平衡格林函數(shù)探討了硅基自旋場效應(yīng)管(spinFET)的輸運(yùn)特性,主要研究了鐵磁平行與鐵磁非平行這兩種情況,隨后用spinFET實(shí)現(xiàn)了邏輯電路功能,并與傳統(tǒng)的硅基場效應(yīng)管構(gòu)成的電路相比較,基于spinFET的電路具有更低的功耗和更低的PDP。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 碳納米管 HALO LDD 異質(zhì)柵電介質(zhì) 查找表
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語注釋表8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 新型材料10-16
• 1.2.1 石墨烯11-13
• 1.2.2 碳納米管13-16
• 1.3 基于新型材料場效應(yīng)管的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 1.5 本論文章節(jié)安排19-20
• 第二章 量子輸運(yùn)理論20-25
• 2.1 非平衡格林函數(shù)20-22
• 2.2 Dyson方程22-23
• 2.3 Landauer-Büttiker方程23-25
• 第三章 新型碳基場效應(yīng)管的電學(xué)特性研究25-44
• 3.1 基于摻雜結(jié)構(gòu)n-i-n型石墨烯場效應(yīng)管的電學(xué)特性25-30
• 3.1.1 傳統(tǒng)GNRFETs的電學(xué)特性25-26
• 3.1.2 非對稱峰值摻雜以及輕摻雜對GNRFETs電學(xué)特性的影響26-29
• 3.1.3 HALO摻雜濃度對HALO-LDD-GNRFETs電學(xué)特性的影響29-30
• 3.2 基于異質(zhì)輕摻雜結(jié)構(gòu)p-i-n型碳納米管場效應(yīng)管的電學(xué)特性30-42
• 3.2.1 TFETs工作原理31-33
• 3.2.2 異質(zhì)柵電介質(zhì)結(jié)構(gòu)TFETs電學(xué)特性33-34
• 3.2.3 輕摻雜對HTFETs電學(xué)特性的影響34-38
• 3.2.4 柵介電常數(shù)對LD-HTFETs電學(xué)特性的影響38-40
• 3.2.5 柵功函數(shù)以及手性對LD-HTFETs電學(xué)特性的影響40-42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于新型碳基場效應(yīng)管的基本電路特性分析44-61
• 4.1 碳基場效應(yīng)管的SPICE查找表模型44-46
• 4.1.1 CNTFETs的SPICE查找表模型44-46
• 4.1.2 GNRFETs的SPICE查找表模型46
• 4.2 基于摻雜結(jié)構(gòu)n-i-n型石墨烯場效應(yīng)管構(gòu)建電路的性能46-53
• 4.2.1 HALO-LDD-GNRFETs實(shí)現(xiàn)D觸發(fā)器電路46-48
• 4.2.2 HALO-LDD-GNRFETs實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用電路48-50
• 4.2.3 GNRFETs構(gòu)建異或門電路的性能分析50-51
• 4.2.4 GNRFETs構(gòu)建加法器電路的性能分析51-53
• 4.3 基于異質(zhì)輕摻雜結(jié)構(gòu)p-i-n型碳納米管場效應(yīng)管構(gòu)建二值和多值邏輯電路的性能53-60
• 4.3.1 TFETs構(gòu)建二值反相器電路的性能分析53-56
• 4.3.2 LD-HTFETs構(gòu)建三值反相器電路的性能分析56-58
• 4.3.3 TFETs構(gòu)建邏輯電路的性能分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 硅基自旋場效應(yīng)管的電學(xué)特性以及在電路中的應(yīng)用61-71
• 5.1 引言61-63
• 5.1.1 自旋電子學(xué)61-62
• 5.1.2 自旋場效應(yīng)管的簡介62-63
• 5.2 硅基自旋場效應(yīng)管的輸運(yùn)特性63-68
• 5.3 基于硅基自旋場效應(yīng)管構(gòu)建電路的性能68-70
• 5.3.1 SPINFET構(gòu)建二級反相器電路的性能分析68-69
• 5.3.2 SPINFET構(gòu)建邏輯電路的性能分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文77-78
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目78-79
• 致謝79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 申成功;場效應(yīng)管的特性、檢測及使用(中)[J];家庭電子;2003年03期

2 申成功;場效應(yīng)管的特性、檢測及使用(下)[J];家庭電子;2003年04期

3 陳帥;;場效應(yīng)管廣義對象的數(shù)字公式表示方法[J];中國西部科技;2008年36期

4 秦洋陽;林孫如;;一種新型的場效應(yīng)管的驅(qū)動方式[J];知識經(jīng)濟(jì);2009年04期

5 鐘文祥;;單端A類放大器及場效應(yīng)管(2)[J];音響技術(shù);2010年05期

6 仲崇楠;;場效應(yīng)管的日常使用及測量[J];民營科技;2013年07期

7 ;我校結(jié)型場效應(yīng)對稱管產(chǎn)品獲得信譽(yù)[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào);1981年03期

8 曹大均;;化學(xué)敏感場效應(yīng)管[J];分析儀器;1983年04期

9 ;用場效應(yīng)管切換存貯電器源[J];電訊技術(shù);1989年03期

10 李瑞云;;淺談場效應(yīng)管基本測量方法[J];黑龍江科技信息;2014年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬草原;許燕青;狄京;李曉慶;楊舒程;;場效應(yīng)管基本原理教學(xué)方法初探[A];第6屆全國高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集（上冊）[C];2009年

2 張偉平;沈楚玉;;用一種組合優(yōu)化算法提取場效應(yīng)管模型參數(shù)[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

3 于洪喜;單民珩;潘建華;崔駿業(yè);;Ku波段25瓦場效應(yīng)固態(tài)放大器[A];1995年全國微波會議論文集（上冊）[C];1995年

4 徐�？�;沈楚玉;;一種新的微波場效應(yīng)管等效電路參數(shù)提取方法[A];1993年全國微波會議論文集（下冊）[C];1993年

5 馬草原;許燕青;張智宏;秦亞男;;模擬電子技術(shù)教學(xué)方法研究[A];全國高等學(xué)校電子技術(shù)研究會2006年年會論文集[C];2006年

6 顧忠誠;王偉;;雙柵場效應(yīng)管介質(zhì)振蕩器研究與應(yīng)用[A];2005年海峽兩岸三地?zé)o線科技學(xué)術(shù)會論文集[C];2005年

7 胡加興;劉寶元;郭榮禮;;聚乙烯醇作為絕緣層的有機(jī)場效應(yīng)管[A];2010年西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2010年

8 王欣;唐丹;陳敏德;郝曉敏;;場效應(yīng)管高壓納秒脈沖源技術(shù)[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)（2002）[C];2002年

9 何盛資;王永彬;李敦白;;微波功率場效應(yīng)管測試中的現(xiàn)象分析[A];1985年全國微波會議論文集[C];1985年

10 張文強(qiáng);年夫順;寧曰民;姜萬順;;TGF2023系列場效應(yīng)管寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廣西 鄭黃未;場效應(yīng)管D極與S極能否互換使用？[N];電子報(bào);2006年

2 ;淺談場效應(yīng)管D極與S極的互換[N];電子報(bào);2007年

3 廣西 榮祖福;談場效應(yīng)管的D極與S極[N];電子報(bào);2007年

4 山東 李江杰;場效應(yīng)管D極與S極能否隨意互換？[N];電子報(bào);2007年

5 廣州 劉遠(yuǎn)兵;場效應(yīng)管使用經(jīng)驗(yàn)[N];電子報(bào);2007年

6 四川 鐘榮 鐘建;用普通開關(guān)管代換場效應(yīng)管[N];電子報(bào);2005年

7 河北 劉德村;電動車大功率場效應(yīng)管篩選器[N];電子報(bào);2006年

8 河南 蔡自治;用結(jié)型場效應(yīng)管制作多用感應(yīng)測電筆[N];電子報(bào);2012年

9 王羅毅;場效應(yīng)管和雙極型晶體管的比較和選擇[N];北京電子報(bào);2000年

10 安康廣播轉(zhuǎn)播臺 陳世貴;場效應(yīng)攻放管檢測儀[N];陜西科技報(bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 姚博;高性能小分子有機(jī)光敏場效應(yīng)管研究[D];蘭州大學(xué);2014年

2 李業(yè)新;雜化有機(jī)共軛化合物的合成及場效應(yīng)性能研究[D];山東大學(xué);2010年

3 王曉鵬;先進(jìn)三維集成電路（3D-IC）中硅通孔（TSV）和氮化鎵（GaN）場效應(yīng)管中的電—熱—力特性研究[D];浙江大學(xué);2011年

4 王慧泉;基于場效應(yīng)管檢測的新型納機(jī)電諧振器基礎(chǔ)研究[D];浙江大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫媛;新型納米器件及其應(yīng)用電路建模分析[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 許紅松;基于新型納米場效應(yīng)管的納電子電路的研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

3 吳沛;有機(jī)場效應(yīng)管的制作及特性研究[D];東南大學(xué);2005年

4 王躍慶;基于介電潤濕效應(yīng)的液體場效應(yīng)管的研制[D];南京郵電大學(xué);2013年

5 徐敏;新型納米場效應(yīng)管量子效應(yīng)及其對構(gòu)建電路影響[D];南京郵電大學(xué);2015年

6 宋新立;場效應(yīng)管自動測試技術(shù)及其軟硬件實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

7 程笑林;場效應(yīng)管瞬態(tài)電熱特性的譜元法分析[D];南京理工大學(xué);2015年

8 荊娜;以聚噻吩為溝道材料的場效應(yīng)管研究[D];天津理工大學(xué);2009年

9 夏春萍;碳納米管場效應(yīng)管電子輸運(yùn)特性的研究[D];南京郵電大學(xué);2013年

10 高鵬杰;基于酞菁鉛有機(jī)光敏場效應(yīng)管的研究[D];蘭州大學(xué);2013年

，

本文編號：729787