基于量子水动力学 formalism 的 5 nm 硅纳米管场效应晶体管中声子拖曳效应的空间映射
介观与纳米尺度物理
2025-10-22 v2
摘要
为提升纳米电子器件的性能并降低热能耗，是半导体产业追求下一代纳米晶体管的主要驱动力。过去15年来，根据摩尔定律预测的硅基纳米电子化学规模，推动器结构（包括材料、设计和几何形态）的激进缩小。为此，电子器件社区已聚焦于面向7 nm技术节点及更小尺寸的超小型晶体管。然而，这些新兴纳米器件也带来热力学挑战，可能通过强电子-声子耦合限制载流子传输。本文利用量子水动力学方法，探讨5 nm硅纳米管场效应晶体管自热效应的物理本源，并阐明声子拖曳对热导贡献的解释。我们报告了声子拖曳效应对5 nm栅围合硅纳米管场效应晶体管电性能和热性能的影响。我们的发现为理解由于相互电子-声子耦合引起的自热效应提供了新见解。进一步表明，声子拖曳效应在高偏置条件下可将热导降低约50%。
引用
@article{arxiv.2505.05044,
title = {Spatially Mapping Phonon Drag in Ultrascaled 5-nm Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Based on a Quantum Hydrodynamic Formalism},
author = {Houssem Rezgui and Giovanni Nastasi and Manuel Marcoux and Vittorio Romano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05044},
year = {2025}
}