- Hình 1.15 g, h: Sự kết tinh lại xâm thực ảnh TEM của sản phẩm ( các cột
2.1.2.1CNTFET đa tường
GIỚI THIỆU TRANSISTOR TRƯỜNG DÙNG ỐNG NANO CACBON (CNTFET)
2.1.2.1CNTFET đa tường
Sự phức tạp về cấu trúc của ống nanô đa tường (MWNT) gây khó khăn cho việc nghiên cứu và sử dụng. Về lý thuyết, mỗi cấu trúc cacbon có thể mang tính kim loại hay bán dẫn với cấu trúc mạng tinh thể khác nhau. Người ta nhận thấy rằng những MWNT gắn chặt một bên với điện cực kim loại thì chỉ có mặt ngoài của cấu trúc ống là góp phần đáng kể vào quá trình tải điện. Vì thế, ta có thể trông đợi rằng các MWNT với cấu trúc mặt ngoài là bán dẫn sẽ được sử dụng để chế tạo CNTFET. Tuy nhiên, do dải vùng cấm của CNT bán dẫn tỉ lệ nghịch với đường kính ống nên chỉ có các MWNT có đường kính nhỏ mới minh họa được những đặc trưng của FET nhiệt độ phòng.
Đối với CNTFET đa tường, độ dẫn dư lớn có thể góp phần gắn kết vùng cấu trúc bên ngoài với kết cấu kim loại bên trong. Nhiệt độ thấp sẽ giảm nhiễu của cấu
trúc bên trong, còn các thành phần cấu trúc bên ngoài hầu như vẫn không thay đổi. Do vậy, sẽ làm thay đổi độ dẫn như hình 2.15 [4].
Hình 2.15 Sự thay đổi độ dẫn theo thế cổng của MW CNTFET ở nhiệt độ khác nhau 2.2. Mô hình và các đặc tính của CNTFET
Hình 2.16, là mô hình một CNTFET đã được báo cáo, với cực cổng làm bằng nhôm (Al).HfO2 được chọn làm cổng oxit điện môi. Ta có ảnh SEM thu được vết cắt của CNTFET khi chế tạo, độ dài của kênh khoảng 100 nm [13].
Hình 2.16 – Sơ đồ khối của CNTFET (a). Ảnh SEM chụp cho CNTFET, đo được độ dài ống CNT là 100 nm (b) [14]
Hình 2.17 – Mô hình chế tạo của CNTFET [13]
(a) Mô tả dùng Pd làm nguồn và máng.
(b) Chọn HfO2 làm cổng oxit điện môi.
(c) Ảnh chụp lớp cắt ngang của mô hình CNTFET
Một mô hình với các thông số cụ thể hơn được tính toán với giá trị thực nghiệm như hình 2.18 [15]
Hình 2.18 – Nguồn máng làm bằng Pd, có độ dày 7 nm, chiều dài kênh 50 nm, HfO2 được làm cổng Oxit, có độ dày 8 nm, hằng số điện môi K=16, đường kính của CNT khoảng 1.7 nm, vật liệu cực cổng làm bằng Al có độ dày 45 nm, lớp oxit Al bao ngoài có độ dày khoảng 4 – 8 nm [15].
Theo một số báo cáo thực nghiệm, người ta phải lựa chọn những số liệu khác nhau, sao cho hợp lý và chuẩn xác. Bảng 2.2 cho ta thấy các số liệu về đường kính của CNT đơn tường không quá 2.5 nm, độ dày cổng khoảng 20 nm hoặc thấp hơn.
Dựa vào bảng 2.2, ta có cơ sở để xây dựng và áp dụng các thông số này vào chương trình mô phỏng.
Bảng 2.2 – Các thông số của tác giả về mô hình CNTFET [16]
Với :