通过运输定向实现高性能10nm以下二维SbSeBr晶体管
Siyu Yang1, Hao Shi1, Yang Hu1
1School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, Jiangsu 210094, People's Republic of China.
The journal of physical chemistry letters
|May 21, 2024
概括
两维抗二化物 (SbSeBr) 显示出作为高性能场效晶体管 (FET) 的通道材料的希望. 其合适的带间隙和低电子有效质量使其能够为先进的半导体设备提供出色的电气性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 半导体设备物理 半导体设备物理
背景情况:
- 在设计先进的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 时,二维 (2D) 材料至关重要.
- 对于MOSFET通道材料的关键性质包括一个小的载体有效质量和适当的带间隙.
- 探索新的二维材料对于下一代电子设备至关重要.
研究的目的:
- 为了研究稳定的二维反烯化物 (SbSeBr) 的量子传输特性.
- 评估SbSeBr作为高性能场效应晶体管 (FET) 的潜在通道材料.
- 了解SbSeBr FET中带结构对传输特征的影响.
主要方法:
- 使用第一原理计算来模拟二维SbSeBr.Br的量子传输特性.
- 计算了电子带结构和电子的有效质量.
- 模拟了8nm通道长度SbSeBr FET的性能指标,包括当前状态,功耗和延迟时间.
主要成果:
- 单层SbSeBr具有1.18 eV的合适带间隙和0.22m0.0的小电子有效质量 (m*e).
- 模拟的SbSeBr FET显示了高状态电流 (1869 μA/μm),低功耗 (0.080 fJ/μm) 和最小延迟时间 (0.062 ps).
- 在SbSeBr中,不对称的带趋势导致异性质的传输行为,尽管有异性质的电子有效质量.
结论:
- 单层SbSeBr是高性能FET的竞争性道材料,满足半导体国际技术路线图的要求.
- 该研究强调了频段趋势在2D材料中确定运输方向方面的重要性.
- 对于高级半导体应用的新通道材料的选择和设计,SbSeBr提供了宝贵的见解.
