Con el desarrollo de la tecnología de circuito integrado (IC), la escala de los transistores de efecto de campo (FET) de óxido de metal basado en silicio (MOS) se está acercando a sus límites físicos fundamentales.Nanotubos de carbono (CNT)se consideran materiales prometedores en la era posterior al silicio debido a su grosor atómico y propiedades eléctricas únicas, con el potencial de mejorar el rendimiento del transistor al tiempo que reduce el consumo de energía. Los nanotubos de carbono alineados de alta pureza (A-CNT) son una opción ideal para conducir IC avanzados debido a su alta densidad de corriente. Sin embargo, cuando la longitud del canal (LCH) disminuye por debajo de los 30 nm, el rendimiento de la compuerta única (SG) A-CNT FET disminuye significativamente, principalmente manifestada como las características de conmutación deterioradas y el aumento de la corriente de fuga. Este artículo tiene como objetivo revelar el mecanismo de degradación del rendimiento en la FET A-CNT a través de la investigación teórica y experimental, y proponer soluciones.
Investigaciones innovadoras recientes realizadas por expertos académicos como el académico Peng Lianmao, el investigador Qiu Chenguang y el investigador Liu Fei de la Universidad de Pekín han presentado un avance tecnológico significativo en el ámbito del polvo de nanotubos de carbono. A través de estructuras innovadoras de doble puerta, han superado con éxito el acoplamiento electrostático entre los nanotubos de carbono (CNT) para lograr el límite de interruptor BOHR para los transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNT-FET).
Los nanotubos de carbono alineados de alta densidad (A-CNT) en las configuraciones convencionales de un solo cierre a menudo enfrentan desafíos como el estrechamiento de BandGAP (BGN) debido al apilamiento, lo que dificulta sus inherentes ventajas electrostáticas cuasi-una dimensional. Esta limitación afecta el rendimiento y la eficiencia de la electrónica basada en CNT.
A través de una combinación de simulaciones teóricas y validaciones experimentales, los investigadores han introducido una estructura efectiva de doble puerta que reduce significativamente el efecto BGN. Esta innovación ha permitido que A-CNT FET logre un swing (SS) de subterráneos que se acerca al límite de emisión térmica de Boltzmann de 60 mv/década y alcanza una relación de corriente de interruptor superior a 10^6. Además, los Fets de doble puerta de doble puerta de compuerta A-CNT de 10 nm fabricados exhiben métricas de rendimiento excepcionales, incluida la alta corriente de saturación (superior a 1.8MA/μm), la transconductancia máxima (2.1MS/μm) y un bajo consumo de energía estática (10NW/μM), que cumple con los requisitos de los circuitos integrados avanzados.
La implementación exitosa de la estructura de doble puerta en los FET A-CNT no solo muestra un gran avance en la electrónica basada en CNT, sino que también allana el camino para el desarrollo de dispositivos electrónicos de alto rendimiento y de eficiencia energética. Este avance tecnológico tiene una inmensa promesa para revolucionar el campo de la nanoelectrónica y abrir nuevas posibilidades para el diseño y la fabricación de componentes electrónicos de próxima generación.
Sat Nano es el mejor proveedor de polvo de nanotubos de carbono en China, podemos suministrar SWCNT, MWCNT, DWCNT PODIZ, si tiene alguna consulta, no dude en contactarnos en sales03@satnano.com
