CNTFET là một hướng nghiờn cứu cú nhiều triển vọng và thu hỳt ủược sự chỳ ý hiện nay vì khả năng chế tạo ra chúng nhờ các công nghệ chế tạo vi mạch hiện hành. CNTFET phẳng cú cực cổng sau ủược giới thiệu ủầu tiờn vào năm 1998 bởi Tans [35]. Năm 2002, S. J. Wind [28] giới thiệu cấu trúc CNTFET phẳng cổng trờn, cấu trỳc này cho khả năng ủiều khiển tốt hơn CNTFET cổng sau.
Thời gian gần ủõy, nhiều nhúm nghiờn cứu ủó tập trung vào việc xõy dựng mụ hỡnh mụ phỏng và khảo sỏt ảnh hưởng của cỏc tham số lờn họ ủặc trưng của CNTFET ủồng trục. Vỡ cấu trỳc này cho khả năng ủiều khiển rất tốt, dũng ủiện ủỏp ứng của linh kiện loại này rất cao. Tỷ lệ dòng ON/OFF của CNTFET cổng sau nằm trong khoảng 11500 ủến 17000 [24]. Tần số ủỏp ứng của CNTFET ủược bỏo cỏo vào năm 2009 ủạt ủến 26 GHz [36].
Năm 2003, Hoenlein ủó ủề xuất cấu trỳc CNTFET ủồng trục thẳng ủứng như hỡnh 3a. Cấu trỳc này sử dụng ống CNT ủơn tường cú ủường kớnh 1 nm, chiều dài 10 nm làm kờnh dẫn kết nối giữa ủiện cực nguồn và ủiện cực mỏng bằng kim loại.
Lớp oxit ủiện mụi bao quanh ống CNT cú ủộ dày 1 nm, ủiện cực cổng bao quanh lớp oxit cỏch ủiện này. Với cấu trỳc này tỏc giả ủề xuất cỏch kết nối cỏc transistor trong chip như hỡnh 3b, và dự bỏo tần số ủỏp ứng của CNTFET cỡ THz và mật ủộ tớch hợp lờn ủến 1012 transistor trờn cm2.
Hỡnh 1.3. Cấu trỳc CNTFET thẳng ủứng [11]
Năm 2006, Leonardo ủó xõy dựng mụ hỡnh CNTFET ủồng trục, sử dụng phương trỡnh Schrodinger ủể tớnh toỏn số lượng ủiện tử và lỗ trống chạy qua kờnh dẫn, sau ủú dựng phương trỡnh Landauer ủể tớnh dũng ủiện chạy qua CNTFET ủồng trục. Tỏc giả này ủó tớnh toỏn mụ phỏng ủược ủặc trưng I-V của CNTFET khi thay ủổi cỏc giỏ trị ủiện ỏp cổng, dũng ủiện mỏng bóo hũa tăng khi tăng giỏ trị ủiện ỏp cổng. Tuy nhiờn cỏc ủường ủặc trưng này cú ủộ dốc rất thấp, ủiều này cho thấy ủộ dẫn của CNTFET trong cấu trúc này chưa cao [22].
Hỡnh 1.4. Mụ hỡnh và ủặc trưng I-V của CNTFET ủồng trục [22]
Năm 2007, Siyuranga O. Koswatta và cỏc cộng sự ủó tớnh toỏn mụ phỏng ủặc trưng của CNTFET ủồng trục cú xột ủến ảnh hưởng của tỏn xạ
phonon sử dụng phương pháp hàm Green không cân bằng (NEGF) [30].
Nhúm tỏc giả này ủó sử dụng cỏc ống nanụ carbon ủơn tường (16,0), (19,0), (22,0) làm kờnh dẫn. Chiều dài kờnh dẫn ủược khảo sỏt là 20 nm, sử dụng HfO2 (k = 16) làm vật liệu ủiện mụi và cú bề dày lớp ụxit cổng 2 nm. Kết quả mụ phỏng cho thấy với ủiện ỏp cổng VG = 0,6 V dũng ủiện bóo hũa cú xột ủến tỏn xạ phonon quang (OP) thấp hơn khoảng 9% so với dũng chuyển dời ủạn ủạo (Ballistic) và dũng ủiện bóo hũa cú xột ủến tỏn xạ phonon õm (AP) thấp hơn khoảng 7% so với dũng chuyển dời ủạn ủạo.
Hỡnh 1.5. Cấu trỳc và ủặc trưng của CNTFET ủồng trục cú xột ủến tỏn xạ [30]
Năm 2009, Rasmita Sahoo and R. R. Mishra cũng ủó mụ phỏng họ ủặc trưng I-V của CNTEFT ủồng trục khi thay ủổi ủường kớnh ống CNT. Nhúm tỏc giả này ủó sử dụng phần mềm mụ phỏng của NanoHub ủể vẽ ủặc trưng I-V của CNTFET ủồng trục với ủường kớnh thay ủổi từ 2 nm ủến 5 nm. Kết quả mụ phỏng cho thấy khi ủường kớnh tăng dũng ủiện Id bóo hũa cũng tăng theo [27].
Nhúm tỏc giả này cũng ủó tớnh toỏn và cho kết quả là ủộ dẫn của CNTFET cao hơn khoảng 4 lần so với Si-MOSFET và tần số ủỏp ứng cao gấp ủụi so với Si- MOSFET.
Hỡnh 1.6. Khảo sỏt ảnh hưởng của ủường kớnh ống CNT lờn ủặc trưng I-V của CNTFET ủồng trục [27]
Năm 2010, Zoheir Kordrostami ủó ủưa ra mụ hỡnh tương ủương tớn hiệu nhỏ của CNTFET ủồng trục và xõy dựng biểu thức tớnh tần số cắt của linh kiện này như sau:
) )(
( ) 1 (
) 2 (
1
gd gs g D S m d gd gs g m gd D S T
C C C R g R
C g C g C
C R
f = R + + + + + + + +
π (1.1)
Hỡnh 1.7. Mụ hỡnh CNTFET ủồng trục và mụ hỡnh tương ủương tớn hiệu nhỏ [39]
Tần số cắt ủược tớnh gần ủỳng như sau:
gd gs g
m
T C C C
f g
+
= + π 2
1 (1.2)
Thông thường các tụ ký sinh Cgs và Cgd có giá trị rất nhỏ so với Cg nên có thể cho bằng khụng, khi ủú tần số cắt sẽ là:
g m
T C
f g π 2
= 1 (1.3)