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应变单层 MoS$_{2}$ MOSFET 的性能分析

介观与纳米尺度物理 2013-08-02 v2

摘要

我们提出了一项计算研究,探讨单轴 (εxx\varepsilon_{xx}) 和双轴 (εxx=εyy\varepsilon_{xx}=\varepsilon_{yy}) 拉伸/压缩应变对单层 MoS2_{2} NMOS 和 PMOS FET 的影响。利用密度泛函理论 (DFT) 评估了能带结构、载流子有效质量和沟道多带哈密顿量等材料属性。利用这些参数,在非平衡格林函数 (NEGF) 形式下进行了自洽 Poisson-Schr"{o}dinger 求解,以模拟 MOS 器件特性。研究发现,1.75%的单轴拉伸应变仅使 NMOSFET 的 ON 电流轻微改善 (6%),而同等量的双轴拉伸应变则使 PMOSFET 的 ON 电流显著改善 2-3 倍。然而,压缩应变会降低 NMOS 和 PMOS 的器件性能。还观察到,只有当沟道材料变为间接带隙性质时,才能实现 PMOSFET 的性能改善。我们进一步使用投影电流法研究了准弹道长沟道区域中的性能退化。

关键词

引用

@article{arxiv.1307.1300,
  title  = {Performance Analysis of Strained Monolayer MoS$_{2}$ MOSFET},
  author = {Amretashis Sengupta and Ram Krishna Ghosh and Santanu Mahapatra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1307.1300},
  year   = {2013}
}