علوم مهندسی

ترانزیستورهای اثر میدانی با نانو لوله های کربنی

terazistorhaye_asar_meydani

در نمایش آنلاین پاورپوینت، ممکن است بعضی علائم، اعداد و حتی فونت‌ها به خوبی نمایش داده نشود. این مشکل در فایل اصلی پاورپوینت وجود ندارد.






  • جزئیات
  • امتیاز و نظرات
  • متن پاورپوینت

امتیاز

درحال ارسال
امتیاز کاربر [0 رای]

نقد و بررسی ها

هیچ نظری برای این پاورپوینت نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که نظری می نویسد “ترانزیستورهای اثر میدانی با نانو لوله های کربنی”

ترانزیستورهای اثر میدانی با نانو لوله های کربنی

اسلاید 1: سمینار درس نانو الکترونیکترانزیستورهای اثر میدانی با نانو لوله های کربنیاستاد راهنما: دکتر شهرام محمد نژاد خردادماه 95بسمه تعالی

اسلاید 2: فهرستمقدمه ای بر نانولوله های کربنیروش های ساخت نانو لوله های کربنیCNTFET با گیت پشتیCNTFET با گیت بالامشکلات CNTFET کاربردCNTFET در سنسور گازنتیجه گیری1CNTFET با گیت دور نانو لولهمراحل ساخت CNTFETگيت دور نانولولهمقايسه پارامترهای كليدی ترانزيستورهای اثر ميدان مبتنی بر نانولوله های كربنی با MOSFET bulk و UTSOI MOSFETبررسی تئوری جريان درين در ترانزيستور اثر ميدان نانولوله كربنی گيت کاربرد :ساخت گیت NOT با CNTFET

اسلاید 3: اندازه بسیار کوچکقابلیت تحرک حامل ها بالاستانتقال حامل ها بصورت بالستیک صورت می گیردنانو لوله چند جدارهنانو لوله تک جدارهنانو لوله های کربنیمزایای نانو لوله های کربنی2

اسلاید 4: ندر این روش جریان بزرگی را از دو الکترود کربنی در فضای حاوی ماده پلاسما عبور می دهند .که این امر منجر به ایجاد جرقه در شکاف بین دو الکترود می شود .در این صورت بیش از 30 درصد خاکستر تولید شده نانو لوله های کربنی هستند.در این روش یک گاز حاوی کربن آن قدر گرم می شود تا ملکول های گاز شروع به تجزیه شدن ،کنند.در این حالت یک زیرلایه در حضور کاتالیزگر در معرض گاز قرار می گیرد .اتم های کربن بر روی زیرلایه و در نزدیکی دانه بلور نیمه رسانا (seed) که از قبل بر روی زیر لایه قرار داده شده جمع می شوند و تا وقتی که زیرلایه در معرض گاز باشد رشد نانولوله های کربنی ادامه دارداین روش مشابه روش اول است با این تفاوت که در این روش از لیزر برای بمباران کردن یک هدف گرافیتی استفاده می شود. با تغییر دمای واکنش و میزان کاتالیزگرها می توان قطر نانو لوله تولید شده را کنترل کرد.روش های ساخت نانو لوله های کربنیتخلیه الکتریکی پلاسمانشست شیمیایی بخارتبخیر لیزر3

اسلاید 5: درترانزیستور های اثر میدانی با نانولوله های کربنی با گیت پشتیبرای نمودار یک نمودار خطی است در حالی که با افزایش از صفر نمودار تبدیل به یک منحنی غیر خطی می شودمشخصه انتقالی مانند ترانزیستورMOSFET نوع p است.3

اسلاید 6: تمامی ترانزیستورهای روی یک ویفر بطور همزمان خاموش و روشن می شوند چون دارای گیت یکسان هستند.ضخامت لایه اکسید زیاد است واز طرفی فرآیند تولید به گونه ای است که سطح تماس نانولوله کربنی با اکسید گیت کم بوده و برای خاموش روشن کردن قطعه با ولتاژ کم مشکل ایجاد می کند.4

اسلاید 7: در هندسه ترانزيستورهای گيت بالايی كه اولين بار توسط Bachtold وهمکارانش ارائهشده است ، برای بهره بيشتر ، نانولوله های كربنی به طور كامل درون عايق گيت قرار داده می شود . برخلاف ترانزيستورهای اثر ميدان نانولوله كربنی گيت پشتی ، می توان تعداد زيادی از اين نوع ترانزيستور را روی يك ويفر ساخت ، به دليل اينکه گيت های هر يك بهصورت مجزا می باشد . همچنين با توجه به ضخامت كم دی الکتريك گيت ، ميدان الکتريکی بزرگتری را می توان با يك ولتاژ كم روی نانولوله كربنی ايجاد كرد . با وجود روند ساخت پيچيده تر نسبت به ترانزيستورهای اثر ميدان نانولوله كربنی گيت پشتی ، مزايا فوق باعث می شوند كه اين نوع ترجيح داده شوندترانزیستور اثر میدانی با نانو لوله کربنی با گیت بالا5

اسلاید 8: ترانزيستورهای اثر ميدان نانولوله های كربنی گيت دور نانولولهقرار دادن گيت در اطراف و در تمام نانولوله كه باعث بهبود عملکرد می شود ، در سال 2011 شناخته و توسعه داده شد .ابتدا نانولوله كربنی كه دارای پوشش عايق است روی ويفر قرار داده می شود كه اتصال فلزی سورس و درين در دو طرف آن قرار داده می شود، سپس برای مشخص كردن و جدا كردن ناحيه سورس و درين ، si زير نانولوله كربنی زادیش كرد . این زدایش كردن تا رسيدن به عايق بستر ادامه پيدا می كند . سپس با استفاده از موادی كه ضريب دی الکتريك بالايی دارند ، عايق بين گيت و سورس و درين ايجاد شده و همچنين فلزی روی اين عايق جهت اتصال بهتر فلز گيت به نانولوله كربنی قرار داده می شود.6

اسلاید 9: مراحل ساخت ترانزيستورهای اثر ميدان نانولوله های كربنی گيت دور نانولوله7

اسلاید 10: مشکلات ترانزیستورهای اثرمیدانی با نانو لوله های کربنیتغییر پذیری در قطر نانولوله های کربنینامرتبی در نانولوله هاعدم وجود کنترل دقیق بروی موقعیت یابی CNT ها در هنگام ساخت CNFET ، باعث ایجاد نامنظمی درنانو لوله ها میشود .پیشرفتهای قابل ملاحظه ای برای ساخت CNFET به صورت مرتب صورت گرفته است و در حال حاضر کمتر از نیم درصد از نانولوله های ساخته شده روی بستر تک کریستال الماس نامنظم هستند .نانولوله های نامنظم ممکن است باعث ایجاد اتصال کوتاه بین خروجی و تغذیه شدهپروسه ساخت نانو لوله ها باعث شده است که در قطر لوله ها تغییرپذیری وجود داشته باشد که معمولا مقداری بین1 تا2 نانومتر داراست. با تغییر قطر نانولوله شکاف باند تغییر کرده و در نتیجه ولتاژ آستانه ترانزیستور و جریان ترانزیستور تغییر می کند8

اسلاید 11: مشکلات ترانزیستورهای اثرمیدانی با نانو لوله های کربنیوجود اتصالات SB بین سورس و درین ونانولوله هااتصال بین نانو لوله های کربنی و فلزی که برای اتصال سورس و درین استفاده شده، در یک CNFET سد شاتکی(SB)را تشکیل میدهد. به وجود آمدن سدهای شاتکی در قسمت سورس و درین یک ترانزیستور باعث کاهش قابل ملاحظهای در جریان درین ترانزیستور میشوند. بنابراین، برای کارایی عملیاتی بالاتر قطعات CNFET ، فلزهای مناسبی نیاز است که بتوانند در محل اتصال سوری و درین استفاده شده و اتصال اهمی ایجاد کند.رشد ناخواسته فلز در نانولوله هابرای استفاده از CNT ها به عنوان ماده کانال، نانو لوله های کربنی مورد نیاز است.نانولوله ها میتوانند خاصیت فلزی و یا نیمه هادی از خود نشان دهند. در حال حاضر، روش سنتزی برای نانولوله ها وجودندارد که بتواند بصورت 100درصد لوله های نیمه هادی تولیدکند. اگر لوله های کربنی خاصیت فلزی داشته باشند، از آنجاییکه بین درین و سورس اتصال کوتاه رخ میدهد، ترمینال گیت هیچ کنترلی بر روی کانال نمیتواند داشته باشد.9

اسلاید 12: مقايسه پارامترهای كليدی ترانزيستورهای اثر ميدان مبتنی بر نانولوله های كربنی با MOSFET bulk و UTSOI MOSFET10

اسلاید 13: بررسی تئوری جريان درين در ترانزيستور اثر ميدان نانولوله كربنی گيت بررسی تئوری جريان درين در ترانزيستور اثر ميدان نانولوله كربنی گيت است . زمانی كه ميدان الکتريکی اعمال شود ، نانولوله كربنی كه بين سورس و درين قرار دارد شامل بار متحرک می شود . چگالی اين بارها برای سورس 𝑁𝑆 و برای درين ND استو اين چگالی را توسط احتمال توزيع فرمی ديراک تعيين می كنيم.11

اسلاید 14: استفاده از CNTFET برای ساخت حسگر گاز قابلیت نانو لوله های کربن برای استفاده در حسگرهای گازی ناشی از توخالی بودن و بالا بودن سطح تماس آنها است. این سطح تماس متشکل از دیواره خارجی نانو لوله وقسمت های خالی میانی آن می باشد. جذب فیزیک - شیمیایی گازها در نانولوله ها باعث تغییر رسانش آنها می شود.12

اسلاید 15: کاربرد :ساخت گیت NOT با CNTFETابتدا CNTFET را در حالت خلا گداخته کرده تا اکسیژن از نانو لوله کربنی جداشودغشای پلیمر PMMA برای جلوگیری ازترکیب دوباره با اکسیژن بر روی ساختار کشیده می شودسپس پنجره ای را در PMMA ببا استفاده از لیتوگرافی بمنظور برخورد مستقیم ماسفت با اکسیژن برای ایجاد نوع p به وجود می آوریم12

اسلاید 16: نتیجه گیریبا توجه به کاهش مقیاس قطعات نیمه هادی و مدارات مجتمع تا میزانمحدوده نانومتر، صنعت نیمه هادی با چالشهای زیادی روبرو خواهد بود.کاهش مقیاس موجب اثرات بیشتر کانال کوتاه، کنترل کمتر گیت، افزایشنمایی جریانهای نشتی، تغییرات شدید فرآیند و چگالی های توان غیرقابل مدیریت میشود.در طی سه دهه اخیر کاهش مقیاس تکنولوژی CMOS سرعت بالایی داشته است اما ممکن است به زودی به دلیل افزایش اثراتکانال کوتاه و محدودیتهای اتلاف توان به پایان برسد. بنابراین تکنولوژیهایجایگزین برای ترانزیستورهای سیلیکون در حال کشف و بررسی میباشند.یک گزینه برای ترانزیستور به منظور داشتن امکان ادامه کاهش ابعاد و برایتوسعه ساختارهای جدید، ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربن میباشد یکی از مطرحترین موضوعها در نانو تکنولوژی نانو لوله های کربنی هستند که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند و دلیل آن ابعاد بسیار کوچک ساختار منحصر به فرد و پتانسیل استفاده در بسیاری ازتکنولوژیهاست13

اسلاید 17: منابعP. L. McEuen, M. S. Fuhrer, and Park Hongkun, “Single-walled carbon nanotube electronics,” IEEE Trans. on Nanotechnology, vol 1, No. 1, pp. 78-85,2002.S. J. Tans, A. R. M. Verschueren, and C. Dekker, Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube, Nature, Vol. 393,p. 49-52, 1998.R. Martel, T. Schmidt, H. R. Shea, T. Hertel,and P. Avouris, Single- and multi-wall carbon nanotube field-effect transistors, Applied Physics Letters, Vol. 73, pp. 2447-2449, 1998.J. Guo, M. lundstrom , Device Simulation of SWNT-FETs, edited by A. javey, J. Kong, toappear in Carbon Nanotube Electronics ,springer, 2007.S. Heinze, J. Tersoff, R. Martel, V. Derycke, J. Appenzeller, and P. Avouris, Carbon nanotubes as Schottky barrier transistors, Physical Review Letters, Vol. 89, No. 10,106801, 2002.A. Javey, R. Tu, D. B. Farmer, J. Guo, R. G.Gordon, and H. Dai, High performance n-type carbon nanotube field-effect transistors with chemically doped contacts, Nano Letters,2005.S. Datta, Nanoscale device modeling: the Greens function method, Superlattices and Microstructures, vol. 28, pp. 253-278,2000.S. Datta, Quantum transport : atom totransistor. Cambridge, UK; New York:Cambridge University Press, 2005.M. Lundstrom, Fundamentals of Carrier Tranpsort, 2nd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2000 .Carbon Nanotubes: Synthesis, Structure Properties and Applications, M. S Dresselhaus, G. Avouris, Ph. Eds, Springer-Verlag: Berlin, 2001. Special issue on carbon nanotubes, PhysicsWorld, 13 (6), June 2000.Wind, S. J.; Appenzeller, J.; Martel, R.; Derycke, V.; Avouris, Ph. (2002). Vertical scaling of carbon nanotube field-effect transistors using top gate electrodes. Applied Physics Letters 80 (20): 3817. Fuhrer, M. S.; Kim, B. M.; Du¨rkop, T.; Brintlinger, T. Nano Lett. 2002, 2, 755.Shim, M.; Javey, A.; Kam, N. W. S.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11512-11513Kong, J.; Soh, H.; Cassell, A.; Quate, C. F.; Dai, H. Nature 1998,395, 878.Carbon Nanotubes; Dresselhaus, M. S., Dresselhaus, G., Avouris, Ph., Eds.; Springer: Berlin, 2001; Vol. 80.Tans, S.; Verschueren, A.; Dekker, C. Nature 1998, 393, 49-52.Huang, Y.; Duan, X.; Cui, Y.; Lauhon, L.; Kim, K.; Lieber, C. Science 2001, 294, 1313-1317.14

اسلاید 18: با تشکر

10,000 تومان

خرید پاورپوینت توسط کلیه کارت‌های شتاب امکان‌پذیر است و بلافاصله پس از خرید، لینک دانلود پاورپوینت در اختیار شما قرار خواهد گرفت.

در صورت عدم رضایت سفارش برگشت و وجه به حساب شما برگشت داده خواهد شد.

در صورت نیاز با شماره 09353405883 در واتساپ، ایتا و روبیکا تماس بگیرید.

افزودن به سبد خرید