利用 TiMeS 计算平台研究输运性质与电子器件特性：在硅纳米线中的应用
介观与纳米尺度物理
2013-06-04 v1
摘要
纳米电子学需要开发一种先验的技术评估方法，用于材料和器件设计，该方法需考虑量子物理效应以及原子尺度的明确化学性质。在此，我们提出了一种跨平台的量子输运计算工具。利用第一性原理电子结构，该工具能够灵活高效地计算材料输运性质并进行真实的器件模拟，以提取电流 - 电压和转移特性。我们将此计算方法应用于计算掺杂及表面氧杂质存在下硅纳米线的平均自由程。确立了输运对基组的依赖性，其中优化的双泽塔极化基组在收敛结果与效率之间提供了合理的折衷。还研究了具有 p-i-p 和 p-n-p 掺杂分布的超小规模（3 nm 长度）纳米线晶体管的电流 - 电压特性。研究发现，电荷自洽性对器件特性的影响比基组的选择更为显著。这些器件产生的源漏隧穿电流范围从 0.5 nA（p-n-p 结）到 2 nA（p-i-p 结），这意味着在这些长度尺度下的结型晶体管设计可能无法在关态下将载流子阻挡在沟道之外。
引用
@article{arxiv.1302.1041,
title = {Transport properties and electrical device characteristics with the TiMeS computational platform: application in silicon nanowires},
author = {Dimpy Sharma and Lida Ansari and Baruch Feldman and Marios Iakovidis and James Greer and Giorgos Fagas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.1041},
year = {2013}
}