Array FET de fuente fría de grafeno a escala de chip que permite un oscilación de subumbral súper empinada de menos...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los semiconductores
• Ingeniería electrónica

Sus antecedentes:

• El logro de una oscilación de subumbral es crucial para la electrónica de baja potencia.
• Los transistores tradicionales se enfrentan a limitaciones en la reducción de SS debido a los efectos térmicos.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una oscilación de subumbral súper pronunciada (SS) por debajo de 60 mV/década en matrices de transistores de efecto de campo de fuente fría (CSFET) de grafeno/InGaZnO (IGZO).
• Investigar el impacto de las propiedades electrónicas del grafeno y los dieléctricos de alto k en el rendimiento de SS.

Principales métodos:

• Fabricación de matrices CSFET de grafeno y IGZO.
• Utilizando la densidad lineal de los estados del grafeno de cono de Dirac para suprimir los efectos térmicos.
• Incorporación de dieléctrico de alto k de HfO2 con un factor de cuerpo bajo para la modulación del potencial superficial.

Principales resultados:

• Demostró el primer sub-60 mV / década SS en las matrices de grafeno / IGZO CSFET.
• Logró un valor récord de SS de 23,66 mV por década.
• Se obtiene una alta uniformidad con un rendimiento de ≈89,1% para SS de menos de 60 mV/década en matrices de 8x8.
• Se observó una desintegración súper exponencial de la densidad de electrones debido a la cola de Boltzmann suprimida.

Conclusiones:

• Las propiedades electrónicas únicas del grafeno son efectivas para lograr SS ultrabajo y fuera de corriente.
• El dieléctrico de alto k de HfO2 mejora aún más el rendimiento de SS.
• La tecnología IGZO CSFET desarrollada promete avances en los circuitos electrónicos de alta velocidad y ultrabaja potencia.