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单稀土离子作为超缩放晶体管中的原子级探针

应用物理 2023-03-28 v1 介观与纳米尺度物理 量子物理

摘要

半导体器件的持续尺寸缩放已将信息技术带入极为多样的应用。随着器件尺寸逼近基本极限,具备纳米分辨率与三维(3D)能力的计量技术对于器件优化备受期待。例如,超缩放晶体管的性能可受局域电场与应变强烈影响。在此,我们研究了硅基超缩放晶体管中单铒离子对施加电场与应变的谱响应。观测到了由总体电场与局域电荷环境共同诱导的斯塔克位移。进一步,探测到小于 3×1063\times 10^{-6} 的应变变化,其灵敏度较半导体工业标准技术高出约两个数量级。这些结果利用单铒离子作为超高灵敏原子探针,为超缩放晶体管沟道中局域应变与电场的非破坏性 3D 绘图开辟了新可能。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.01573,
  title  = {Single rare-earth ions as atomic-scale probes in ultra-scaled transistors},
  author = {Qi Zhang and Guangchong Hu and Gabriele G. de Boo and Milos Rancic and Brett C. Johnson and Jeffrey C. McCallum and Jiangfeng Du and Matthew J. Sellars and Chunming Yin and Sven Rogge},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.01573},
  year   = {2023}
}

备注

10+5 pages, 4+3 figures