原子精确的石墨烯纳米带晶体管具有长期稳定性和可靠性.
Christina Dinh1, Muhammed Yusufoglu1, Kentaro Yumigeta1
1Department of Materials Science & Engineering, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721, United States.
ACS nano
|August 15, 2024
概括
原子精确的石墨烯纳米带 (GNRs) 在晶体管 (GNRFETs) 中显示性能下降. 一层薄薄的氧化层增强了稳定性,使成千上万的循环没有降解.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电子工程 电子工程
背景情况:
- 原子精确的石墨烯纳米带 (GNR) 对高性能场效应晶体管 (FET) 是有前途的.
- 之前的研究表明了基于GNR的FET (GNRFET) 的可行性,重点是性能提升.
- 对于实际应用而言,GNRFET的长期稳定性和可靠性至关重要,但仍然在很大程度上未被探索.
研究的目的:
- 调查在连续运行下短通道GNRFET的稳定性和可靠性.
- 为了确定在晶体管切换周期期间GNRFET性能下降的原因.
- 开发一种方法来提高GNRFET的运行稳定性和可靠性.
主要方法:
- 使用九个原子宽的扶手椅石墨烯纳米带 (9-AGNRFETs) 制造短通道场效应晶体管.
- 在通过原子层沉积 (ALD) 沉积薄氧化 (Al2O3) 层之前和之后,GNRFET的全面电气表征.
- 在多个晶体管开/关周期中对设备性能,完整性,兼容性,稳定性和可靠性的评估.
主要成果:
- 9-AGNRFET在连续的逻辑周期中表现出显著的现状电流 (ION) 恶化,这是以前没有观察到的现象.
- 性能降低归因于在多个测量周期中接触电阻的增加.
- ~10纳米Al2O3层的沉积成功地防止了性能降低,使设备可靠地运行数千个连续周期.
结论:
- 运行过程中接触电阻降低对GNRFET的稳定性和可靠性产生重大影响.
- 原子层沉积Al2O3是一种有效的策略,可以提高GNRFET的运行稳定性和可靠性.
- 这项研究为将GNR晶体管大规模集成到实际电子设备中提供了关键的见解.


