IC (Integrated Circuit) 기술의 개발로, 실리콘 기반 금속 산화물 반도체 (MOS)의 스케일링은 FETS (Field-Effect Transistors)의 스케일링이 기본 물리적 한계에 접근하고 있습니다.탄소 나노 튜브 (CNT)원자 두께와 독특한 전기 특성으로 인해 실리콘 시대의 유망한 재료로 간주되며, 전력 소비를 줄이면 트랜지스터 성능을 향상시킬 수 있습니다. 고순도 정렬 된 탄소 나노 튜브 (A-CNT)는 고전류 밀도로 인해 고급 IC를 구동하기에 이상적인 선택입니다. 그러나, 채널 길이 (LCH)가 30nm 미만으로 감소하면 단일 게이트 (SG) A-CNT FET의 성능은 유의하게 감소하며, 주로 스위칭 특성이 악화되고 누출 전류가 증가하는 것으로 나타납니다. 이 기사는 이론적 및 실험적 연구를 통해 A-CNT FET의 성능 저하 메커니즘을 밝히고 솔루션을 제안하는 것을 목표로합니다.
Academician Peng Lianmao, 연구원 Qiu Chenguang 및 Peking University의 Liu Fei와 같은 학업 전문가가 수행 한 최근의 획기적인 연구는 탄소 나노 튜브 분말 영역에서 중요한 기술 발전을 공개했습니다. 혁신적인 듀얼 게이트 구조를 통해 탄소 나노 튜브 (CNT) 사이의 정전기 커플 링을 성공적으로 극복하여 탄소 나노 튜브 전계 효과 트랜지스터 (CNT-FET)에 대한 BOHR 스위치 한계를 달성했습니다.
기존의 단일 게이트 구성에서 고밀도 정렬 된 탄소 나노 튜브 (A-CNT)는 종종 고유 한 준 차원 정전기 이점을 방해하는 스태킹으로 인한 밴드 갭 좁은 (BGN)와 같은 도전에 직면합니다. 이 제한은 CNT 기반 전자 제품의 성능과 효율에 영향을 미칩니다.
이론적 시뮬레이션과 실험적 검증의 조합을 통해 연구원들은 BGN 효과를 크게 줄이는 효과적인 이중 게이트 구조를 도입했습니다. 이 혁신으로 인해 A-CNT FETS는 60MV/10 년의 Boltzmann 열 방출 한계에 접근하여 서브 임계 값 스윙 (SS)을 달성하고 10^6을 초과하는 전환 전류 비율을 달성 할 수있었습니다. 또한, 제조 된 10nm 초-쇼트 게이트 A-CNT 듀얼 게이트 피트는 높은 포화 전류 (1.8mA/μm 초과), 피크 트랜스 컨덕턴스 (2.1ms/μm) 및 낮은 정전기 소비 (10NW/μM)를 포함한 탁월한 성능 메트릭을 나타냅니다.
A-CNT FET에서 이중 게이트 구조의 성공적인 구현은 CNT 기반 전자 제품의 주요 획기적인 획기적인 구조뿐만 아니라 고성능 및 에너지 효율적인 전자 장치의 개발을위한 길을 열어줍니다. 이 기술 발전은 나노 전자 공학 분야에 혁명을 일으키고 차세대 전자 구성 요소의 설계 및 제작을위한 새로운 가능성을 열어주는 엄청난 약속을 가지고 있습니다.
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