基于范德瓦耳斯异质结的陡坡晶体管冷源范式
介观与纳米尺度物理
2020-10-30 v1
摘要
具备低电源电压工作能力的晶体管对于改善计算电路的关键性能指标（即单位能量内的操作次数）至关重要。在本文中，我们提出一种基于二维材料异质结的节能型陡坡晶体管新器件概念。我们表明，通过将电子从孤立且弱色散的能带注入强色散能带，可因冷源效应及载流子热化减弱而获得亚热离子亚阈值摆幅。该机制通过在 MOSFET 架构中集成通过范德瓦耳斯异质结耦合的两种不同单层材料来实现，将隧穿场效应晶体管（FET）的亚热离子行为与 MOSFET 架构对陷阱、带尾和粗糙度等性能退化因素的鲁棒性相结合。相较于隧穿 FET 的进一步优势在于，制备该器件仅需 n 型或 p 型掺杂之一。为展示该器件概念并讨论其 underlying 物理与设计选项，我们通过第一性原理与全量子输运模拟研究了一种利用两种近期报道的二维材料的可能实现方案。
引用
@article{arxiv.2010.15702,
title = {A cold-source paradigm for steep-slope transistors based on van der Waals heterojunctions},
author = {Demetrio Logoteta and Jiang Cao and Marco Pala and Philippe Dollfus and Youseung Lee and Giuseppe Iannaccone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.15702},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review Research