从Fowler-Nordheim到非平衡格林函数的隧穿建模
介观与纳米尺度物理
2016-08-24 v1
摘要
在本工作中，我们提出了一个解析模型，以连续的方式提供基于直接带隙半导体的高性能隧穿场效应晶体管 (TFETs) 的电流-电压特性 (I-V)。该模型基于以下两点提供了 I-V 的闭式表达式：1) 著名的 Fowler-Nordheim (FN) 公式的修正版本（在开启状态下），以及 2) 一个描述关闭状态性能的方程，同时通过引入的一项“连续性因子”项在开启/关闭阈值处提供连续性。结果表明，诸如 FN 等传统方法在 TFETs 中只有在正确评估总能带弯曲距离和“隧穿有效质量”时才是准确的。本文提供了这两个关键参数的一般表达式。此外，本文证明了隧穿有效质量同时包含了衰减态的椭圆率和隧穿载流子的双极（电子/空穴）行为，并进一步表明这一概念甚至适用于具有非平凡能量色散的半导体。最终发现，使用该模型获得的 I-V 特性在开启和关闭状态下均与最先进的量子输运模拟高度吻合，从而验证了该解析方法。
引用
@article{arxiv.1509.08170,
title = {From Fowler-Nordheim to Non-Equilibrium Green's Function Modeling of Tunneling},
author = {Hesameddin Ilatikhameneh and Ramon B. Salazar and Gerhard Klimeck and Rajib Rahman and Joerg Appenzeller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.08170},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 6 figures