硅纳米线空穴输运中的能带结构效应
介观与纳米尺度物理
2009-11-13 v1 材料科学
摘要
研究了强量子化硅纳米线场效应晶体管(FET)在不同输运取向下的PMOS输运中的能带结构效应。采用与自洽泊松求解器耦合的20带sp3d5s*自旋轨道耦合(SO)原子紧束缚模型进行价带色散计算。使用弹道FET模型评估电容和电流-电压特性。色散形状和曲率是器件尺寸、晶格取向和偏压的强函数，无法在有效质量近似下描述。不同量子化方向上的约束质量各向异性会导致电荷优先在(110)面、其次在(112)面而非(100)面累积，从而导致不同线取向的显著电荷分布。然而，在所研究的所有输运取向([100]、[110]、[111])中，纳米线FET器件的总栅电容非常相似，且比氧化物电容降低约30%。与[100]线相比，[111]取向和其次的[110]取向的纳米线显示出最高的载流子速度和更好的导通电流性能。尽管色散特征和量子化行为是物理约束和静电约束的复杂函数，但通过观察重空穴价带的各向异性形状，可以在一阶上解释这些现象。
引用
@article{arxiv.0809.3492,
title = {Bandstructure Effects in Silicon Nanowire Hole Transport},
author = {Neophytos Neophytou and Abhijeet Paul and Gerhard Klimeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.3492},
year = {2009}
}
备注
30 pages, 7 figures, to be published in IEEE Transactions on Nanotechnology