Transcript بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
Slide 1
سمینار درس کوانتوم
الکترونیک
موضوع :
بررسی ترانزیستورهای
مبتنی بر گرافن
1
پروفسور
استاد :
شهرام محمدنژاد
دی 1392
Slide 2
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
ساختار گرافن و خواص
آن
روش های رشد
نمونه هایی از
ترانزیستورهای مبتنی
بر گرافن
2
Slide 3
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
• معدن گرافیت در قرن 16در منطقه ای در انگلیس
کشف شد و سنگ معدنی گرافیت از آن استخراج شد.
• در قرن 17برای ساختن گلوله اسلحه به کار میرفت.
• در قرن 18برای ساختن مداد و بعد از آن در الستیک
سازی و مصالح ساختمانی نسوز در آن استفاده شد.
3
Slide 4
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
نخستین بار در سال 1947فیلیپ واالس مقاله ای در رابطه با گرافن نوشت.
قضییه ای بییه نییای مییرمین-واگنیر در ماانیییک آمییاری و نمر ییه میییدان
های کوانتومی وجود داشت که ساخت یک ماده دوبعدی را غیر
ممکن و چنین ماده ای را ناپایدار می دانست
4
Slide 5
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
آندره گیم
5
کنستانتین نووسلف
در سال ۲۰۰۴کنستانتین نووسلف و آندره گیم ،از دانشگاه
منچستر موفق به ساخت این ماده شده و نشان دادند که قضیه
ا
ی مرمین-واگنر نمیتواند کامل درست باشد.
2010
Slide 6
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
در ساختار گرافن بین یک اتم کربن با سه اتم کربن دیگر
پیوند کوواالنس ی وجود دارد.
دو اتم یکسان در هر سلول واحد
6
120°
Slide 7
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
ساختار باند انرژی در گرافن
7
آشاارساز نور با طول موجهای مختلف
Slide 8
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
8
ساختار ز ر بنایی برای ساخت نانو ساختارهای کربنی ،تک الیه گرافن است که اگر بر روی هم قرار
بگیرند توده سه بعدی گرافیت را تشکیل میدهند که بر هم کنش بین این صفحات از نوع
واندروالس ی با فاصله ی بین صفحه ای 0.335نانومتر میباشد.
0.335n
ضعیف بودن پیوند واندروالس ی
دلیل نری بودن مداد سیاه
Slide 9
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
گرافن کم الیه
• الیه های گرافنی از 5تا 10الیه
گرافن ضخیم یا
نانو بلورهای
گرافیتی
• الیه های گرافنی از 20تا 30الیه
9
Slide 10
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
10
مزیت های گرافن
باال بودن رسانایی الکتریای
باال بودن رسانایی گرمایی
چگالی باالی حاملهای بار
تحرک پذیری باالی حاملهای بار
.
گرافن به واسطه این خواص فوق العاده به عنوان کاندیدای مناسب برای جایگزینی سیلیکون در الکترونیک تبدیل شده است.
Slide 11
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
کاربردهای
گرافن
تحرک باالی الکترون ها و قابلیت بالستیای آن ها سبب شده تا در ترانزیستورهای اثر میدانی
بالستیای باار برده شوند.
استفاده در کاربردهای فرکانس باال و آشاارسازهای 1THzو تولید لیزر.
کاربرد در سنسورهای شیمیایی .
گرافن می تواند به عنوان یک ورقه رسانا نقش کانال را در افزاره های تک الکترونی ایفا کند.
ترانزیستورهای اثر میدانی ابر رسانا و افزاره های اسپینی از دیگر کاربردهای گرافن می باشد.
.
11
Slide 12
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد زیر الیه گرافنی روی زیر الیه SiC
12
• رفتار حرارتی سیلیاون کاربید در دمای حدود 1300درجه در خلء سبب می شود تا اتم های
سیلیاون سطح تصعید شوند در نتیجه در سطح یک الیه غنی از کربن شال می گیرد که
تحت حرارت باالی کافی و سازمان دهی مجدد سطح ،یک الیه گرافیتی شال می یابد .کنترل
مناسب تصعید اتم های سیلیاون تولید الیه های بسیار نازکی را از گرافن بر روی ز رالیه
)(SiCسبب شده است.
• از طر ق رابطه چگالی مولر می توان محاسبه کرد که حدود سه جفت الیه SiCجهت تولید
اتم کربن آزاد برای تولید یک الیه گرافن الزی است.
• این روش برای تولید گرافن بسیار پیچیده است و نیاز به در نمر گرفتن پارامترهای بسیاری
برای رشد می باشد
Slide 13
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
13
روش faco to face
• این روش بسیار ساده و مقرون به صرفه است و در عین حال الیه گرافنی با کیفیت مطلوبی در اختیار
قرار می دهد.
• در این روش دو و فر SiCیای در باال و دیگری در پایین به صورت چهره به چهره قرار می گیرند و یک شااف
کوچک در میان آن ها ایجاد می شود سپس به صورت همزمان حرارت داده می شوند.
• یای در درجه حرارت ز ر 1500درجه (قبل از آنکه گرافن شروع به رشد کند) هر دو و فر به صورت یک
منبع و سینک SiCدر مقابل دیگری عمل می کند .در این فاز بدون استفاده از بازپخت هیدروژنی می
توان به سطح مناسب ،صاف و بزرگی جهت رشد گرافن دست یافت و در نتیجه به الیه های گرافنی با
سایز بزرگ تر دست یافت.
T1,T2< 1500°
T3,T4> 1530°
T3
T1
T4
Sic
T2
Sic
Slide 14
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد گرافن به
•
•
•
•
روش CVD
14
در روش CVDگرافن بر روی سطحی فلزی رشد می یابد و سپس به سطح نیمه هادی انتقال می یابد
فلز مس توانایی سرعت بخشیدن به رشد کربن را دارد اما اجازه رشید تیک
الیه های کربنی را بر روی خود می دهد.
قابلی ییت حللی ییت ک ییربن در م ییس بس یییار ک ییم اس ییت .در نتیج ییه وقت ییی ات ییم ه ییای
ک ییربن ب ییا س ییطح م ییس برخ ییورد م ییی کنن یید تش ییکیل س ییاختار ش ییش گوش ییه م ییی
دهند که گرافن نامیده می شود
وقتی ییی کی ییه سی ییطح می ییس بی ییه طی ییور کامی ییل توس ی ی کی ییربن پوشی ییانده شی یید رشی یید
متوقف می شود.
در این روش سایز رشد گرافن با سایز سطح مس در ارتباط است.
پس از رشد الیه های گرافن بر روی سطح مس ی نیاز است تا گرافن بر روی سطح ز رالیه دیگری منتقل شود
Slide 15
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
15
مرحل ییه )1ی ییک الی ییه پلیم ییری ب ییر روی گ یرافن
کشیییده مییی شییود کییه از نمییر ماییانیای هنگییای جییدا
شدن گرافن از روی مس تقو ت می کند.
مرحلییه )2لبییه هییا بییه دقییت خراشیییده مییی شییوند
تا با استفاده از اسید جدا شدن گرافن از سیطح میس
راح ییت ت ییر ش ییود از ترکی ییب رقی ییق ش ییده HClو HFدر
آب بیا مقیداری H202بیرای سیرعت بخشیییدن بیه رونیید
جدا شدن گرافن از مس استفاده می شود.
Slide 16
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
16
مرحله )3پس از مدت زمانی که مجموعه در
محلول فوق قرار گرفت که مس خورده شده
و الیه گرافنی به صورت معلق در می آید.
مرحلییه )4وقتییی کییه مییس بطییور کامییل خییورده شیید ،گ یرافن بییه
آرامییی از روی آن برداشییته مییی شییود و ز ییر آن توسی آب تمی یز
میی شیود .الییه شییامل گیرافن و پلیمیر بییر روی سیطح اکسیید بییر
روی س ی یییلیاون قی ی یرار داده می ی ییی شی ی ییود .الی ی ییه پلیمی ی ییری توسی ی ی
محلول استون و یا محلول الکلی دیگری حذف می شود.
Slide 17
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
روش الیه برداری شیمیایی
17
• از نانولوله های کربنی و ساختارهای نانوکربنی مشابه گرافن در حلل های شیمیایی
استفاده می شود .این مخلوط در دستگاه های سانتریفیوژ قرار داده می شود .این
فرآیند سبب جدا شدن الیه های گرافیت از یکدیگر شده و تک الیه های گرافنی تولید
می شود .این حلل سبب کاهش انرژی مورد نیاز برای شکستن اتم های گرافیت شده و
پوسته های گرافنی ایجاد می کند.
Slide 18
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد ناش ی از مذاب کربن -فلز
• کربن حل شده در فلز مذاب به آرامی سرد شده تا رسوبی از اتم های کربن به
صورت تک الیه های گرافنی ایجاد شود.
18
Slide 19
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تشکیل الیه گرافن با استفاده از کربن آمورف
در این روش یک الیه از کربن آمورف بر روی سطح و فر استاندارد Si / SiO2می
نشانیم
سپس سطح آن را با الیه ای از فلز نیال پوشش می دهیم
سپس آن را در فشار کم و دمای بین 650تا 950درجه گری می کنیم تا اتم های کربن
درون فلز انتشار یابند سپس آن را سرد می کنیم
در این حالت اتم های کربن در سطح به صورت الیه های گرافنی ایجاد می شوند.
19
Slide 20
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نمونه هایی از ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
سرعت اشباع باالی گرافن آن را به عنوان یک کاندید مناسب برای کاربردهای فرکانس باال معرفی می کند .علوه
بر این ضخامت بسیار کم الیه گرافن و ژگی های الکترواستاتیای ایده آلی را برای افزاره فراهم می کند.اخیرا
ترانزیستور هایی که از یک الیه گرافن در آنها به عنوان کانال استفاده شده است در فرکانس های قطع چند گیگا
هرتزی معرفی شده اند .
ساده ترین ساختاری که برای ترانزیستورهای گرافنی معرفی می شود
گیرافن بییه عنییوان کانییال مییاده منحصییر بییه فییردی اسییت چیرا کییه بییر خییلف سییایر نیمییه
هادی ها نیازی به تزر ق ناخالص ی برای هدایت الکتریای ندارد..
20
Slide 21
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
21
امروزه تلش های بسیاری بر روی ترانزیستورهای اثر میدانی بر پایه گرافن GFETانجای
می شود .در این تحقیقات برای افزایش فرکانس افزاره های FETاز یک الیه گرافنی به
صورت ز ر استفاده شده است.
Al2O3
sourse
graphene
SiO2
si
gate
drain
Slide 22
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
22
GFETبا دو پایه گیت
• افزاره های فرکانس باال معموال از اثرات کانال کوتاه و مقاومت های سری
بین در ن ،کانال و سورس رنج می برند .گرافن با ساختاری تک الیه
بار کترین کانال را ارائه می دهد و باعث بهبود الکترواستاتیای افزاره می
شود.
drain
Al2O3
sourse
graphene
SiO2
si
gate
gate
sourse
Slide 23
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نمونه های دیگری از ترانزیستورهای گرافنی
23
Slide 24
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
Vertical GBT
گرافن در مسیر عادی (طبیعی) به عنوان یک مانع بشمار می رود .در حالت روشن
حامل ها از عایق امیتر-بیس و الکترود کلکتور بیس (گرافن) به الیه هدایت بیس
کلکتور تونل می زنند.
graphene
24
Slide 25
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نتیجه گیری
گرافن ماده ای است که با توجه به خصوصیات ذکر شده میتواند جایگز ن
نیمه هادی های سیلیاونی در صنعت الکترونیک شود.
استفاده از گرافن نو د دهنده ترانزیستورهای با سرعت باال (در محدوده تراهرتز)
در آینده میباشد
25
Slide 26
با تشکر
26
سمینار درس کوانتوم
الکترونیک
موضوع :
بررسی ترانزیستورهای
مبتنی بر گرافن
1
پروفسور
استاد :
شهرام محمدنژاد
دی 1392
Slide 2
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
ساختار گرافن و خواص
آن
روش های رشد
نمونه هایی از
ترانزیستورهای مبتنی
بر گرافن
2
Slide 3
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
• معدن گرافیت در قرن 16در منطقه ای در انگلیس
کشف شد و سنگ معدنی گرافیت از آن استخراج شد.
• در قرن 17برای ساختن گلوله اسلحه به کار میرفت.
• در قرن 18برای ساختن مداد و بعد از آن در الستیک
سازی و مصالح ساختمانی نسوز در آن استفاده شد.
3
Slide 4
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تاریخچه
نخستین بار در سال 1947فیلیپ واالس مقاله ای در رابطه با گرافن نوشت.
قضییه ای بییه نییای مییرمین-واگنیر در ماانیییک آمییاری و نمر ییه میییدان
های کوانتومی وجود داشت که ساخت یک ماده دوبعدی را غیر
ممکن و چنین ماده ای را ناپایدار می دانست
4
Slide 5
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
آندره گیم
5
کنستانتین نووسلف
در سال ۲۰۰۴کنستانتین نووسلف و آندره گیم ،از دانشگاه
منچستر موفق به ساخت این ماده شده و نشان دادند که قضیه
ا
ی مرمین-واگنر نمیتواند کامل درست باشد.
2010
Slide 6
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
در ساختار گرافن بین یک اتم کربن با سه اتم کربن دیگر
پیوند کوواالنس ی وجود دارد.
دو اتم یکسان در هر سلول واحد
6
120°
Slide 7
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
ساختار باند انرژی در گرافن
7
آشاارساز نور با طول موجهای مختلف
Slide 8
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
8
ساختار ز ر بنایی برای ساخت نانو ساختارهای کربنی ،تک الیه گرافن است که اگر بر روی هم قرار
بگیرند توده سه بعدی گرافیت را تشکیل میدهند که بر هم کنش بین این صفحات از نوع
واندروالس ی با فاصله ی بین صفحه ای 0.335نانومتر میباشد.
0.335n
ضعیف بودن پیوند واندروالس ی
دلیل نری بودن مداد سیاه
Slide 9
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
گرافن کم الیه
• الیه های گرافنی از 5تا 10الیه
گرافن ضخیم یا
نانو بلورهای
گرافیتی
• الیه های گرافنی از 20تا 30الیه
9
Slide 10
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
10
مزیت های گرافن
باال بودن رسانایی الکتریای
باال بودن رسانایی گرمایی
چگالی باالی حاملهای بار
تحرک پذیری باالی حاملهای بار
.
گرافن به واسطه این خواص فوق العاده به عنوان کاندیدای مناسب برای جایگزینی سیلیکون در الکترونیک تبدیل شده است.
Slide 11
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
کاربردهای
گرافن
تحرک باالی الکترون ها و قابلیت بالستیای آن ها سبب شده تا در ترانزیستورهای اثر میدانی
بالستیای باار برده شوند.
استفاده در کاربردهای فرکانس باال و آشاارسازهای 1THzو تولید لیزر.
کاربرد در سنسورهای شیمیایی .
گرافن می تواند به عنوان یک ورقه رسانا نقش کانال را در افزاره های تک الکترونی ایفا کند.
ترانزیستورهای اثر میدانی ابر رسانا و افزاره های اسپینی از دیگر کاربردهای گرافن می باشد.
.
11
Slide 12
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد زیر الیه گرافنی روی زیر الیه SiC
12
• رفتار حرارتی سیلیاون کاربید در دمای حدود 1300درجه در خلء سبب می شود تا اتم های
سیلیاون سطح تصعید شوند در نتیجه در سطح یک الیه غنی از کربن شال می گیرد که
تحت حرارت باالی کافی و سازمان دهی مجدد سطح ،یک الیه گرافیتی شال می یابد .کنترل
مناسب تصعید اتم های سیلیاون تولید الیه های بسیار نازکی را از گرافن بر روی ز رالیه
)(SiCسبب شده است.
• از طر ق رابطه چگالی مولر می توان محاسبه کرد که حدود سه جفت الیه SiCجهت تولید
اتم کربن آزاد برای تولید یک الیه گرافن الزی است.
• این روش برای تولید گرافن بسیار پیچیده است و نیاز به در نمر گرفتن پارامترهای بسیاری
برای رشد می باشد
Slide 13
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
13
روش faco to face
• این روش بسیار ساده و مقرون به صرفه است و در عین حال الیه گرافنی با کیفیت مطلوبی در اختیار
قرار می دهد.
• در این روش دو و فر SiCیای در باال و دیگری در پایین به صورت چهره به چهره قرار می گیرند و یک شااف
کوچک در میان آن ها ایجاد می شود سپس به صورت همزمان حرارت داده می شوند.
• یای در درجه حرارت ز ر 1500درجه (قبل از آنکه گرافن شروع به رشد کند) هر دو و فر به صورت یک
منبع و سینک SiCدر مقابل دیگری عمل می کند .در این فاز بدون استفاده از بازپخت هیدروژنی می
توان به سطح مناسب ،صاف و بزرگی جهت رشد گرافن دست یافت و در نتیجه به الیه های گرافنی با
سایز بزرگ تر دست یافت.
T1,T2< 1500°
T3,T4> 1530°
T3
T1
T4
Sic
T2
Sic
Slide 14
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد گرافن به
•
•
•
•
روش CVD
14
در روش CVDگرافن بر روی سطحی فلزی رشد می یابد و سپس به سطح نیمه هادی انتقال می یابد
فلز مس توانایی سرعت بخشیدن به رشد کربن را دارد اما اجازه رشید تیک
الیه های کربنی را بر روی خود می دهد.
قابلی ییت حللی ییت ک ییربن در م ییس بس یییار ک ییم اس ییت .در نتیج ییه وقت ییی ات ییم ه ییای
ک ییربن ب ییا س ییطح م ییس برخ ییورد م ییی کنن یید تش ییکیل س ییاختار ش ییش گوش ییه م ییی
دهند که گرافن نامیده می شود
وقتی ییی کی ییه سی ییطح می ییس بی ییه طی ییور کامی ییل توس ی ی کی ییربن پوشی ییانده شی یید رشی یید
متوقف می شود.
در این روش سایز رشد گرافن با سایز سطح مس در ارتباط است.
پس از رشد الیه های گرافن بر روی سطح مس ی نیاز است تا گرافن بر روی سطح ز رالیه دیگری منتقل شود
Slide 15
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
15
مرحل ییه )1ی ییک الی ییه پلیم ییری ب ییر روی گ یرافن
کشیییده مییی شییود کییه از نمییر ماییانیای هنگییای جییدا
شدن گرافن از روی مس تقو ت می کند.
مرحلییه )2لبییه هییا بییه دقییت خراشیییده مییی شییوند
تا با استفاده از اسید جدا شدن گرافن از سیطح میس
راح ییت ت ییر ش ییود از ترکی ییب رقی ییق ش ییده HClو HFدر
آب بیا مقیداری H202بیرای سیرعت بخشیییدن بیه رونیید
جدا شدن گرافن از مس استفاده می شود.
Slide 16
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
16
مرحله )3پس از مدت زمانی که مجموعه در
محلول فوق قرار گرفت که مس خورده شده
و الیه گرافنی به صورت معلق در می آید.
مرحلییه )4وقتییی کییه مییس بطییور کامییل خییورده شیید ،گ یرافن بییه
آرامییی از روی آن برداشییته مییی شییود و ز ییر آن توسی آب تمی یز
میی شیود .الییه شییامل گیرافن و پلیمیر بییر روی سیطح اکسیید بییر
روی س ی یییلیاون قی ی یرار داده می ی ییی شی ی ییود .الی ی ییه پلیمی ی ییری توسی ی ی
محلول استون و یا محلول الکلی دیگری حذف می شود.
Slide 17
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
روش الیه برداری شیمیایی
17
• از نانولوله های کربنی و ساختارهای نانوکربنی مشابه گرافن در حلل های شیمیایی
استفاده می شود .این مخلوط در دستگاه های سانتریفیوژ قرار داده می شود .این
فرآیند سبب جدا شدن الیه های گرافیت از یکدیگر شده و تک الیه های گرافنی تولید
می شود .این حلل سبب کاهش انرژی مورد نیاز برای شکستن اتم های گرافیت شده و
پوسته های گرافنی ایجاد می کند.
Slide 18
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
رشد ناش ی از مذاب کربن -فلز
• کربن حل شده در فلز مذاب به آرامی سرد شده تا رسوبی از اتم های کربن به
صورت تک الیه های گرافنی ایجاد شود.
18
Slide 19
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
تشکیل الیه گرافن با استفاده از کربن آمورف
در این روش یک الیه از کربن آمورف بر روی سطح و فر استاندارد Si / SiO2می
نشانیم
سپس سطح آن را با الیه ای از فلز نیال پوشش می دهیم
سپس آن را در فشار کم و دمای بین 650تا 950درجه گری می کنیم تا اتم های کربن
درون فلز انتشار یابند سپس آن را سرد می کنیم
در این حالت اتم های کربن در سطح به صورت الیه های گرافنی ایجاد می شوند.
19
Slide 20
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نمونه هایی از ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
سرعت اشباع باالی گرافن آن را به عنوان یک کاندید مناسب برای کاربردهای فرکانس باال معرفی می کند .علوه
بر این ضخامت بسیار کم الیه گرافن و ژگی های الکترواستاتیای ایده آلی را برای افزاره فراهم می کند.اخیرا
ترانزیستور هایی که از یک الیه گرافن در آنها به عنوان کانال استفاده شده است در فرکانس های قطع چند گیگا
هرتزی معرفی شده اند .
ساده ترین ساختاری که برای ترانزیستورهای گرافنی معرفی می شود
گیرافن بییه عنییوان کانییال مییاده منحصییر بییه فییردی اسییت چیرا کییه بییر خییلف سییایر نیمییه
هادی ها نیازی به تزر ق ناخالص ی برای هدایت الکتریای ندارد..
20
Slide 21
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
21
امروزه تلش های بسیاری بر روی ترانزیستورهای اثر میدانی بر پایه گرافن GFETانجای
می شود .در این تحقیقات برای افزایش فرکانس افزاره های FETاز یک الیه گرافنی به
صورت ز ر استفاده شده است.
Al2O3
sourse
graphene
SiO2
si
gate
drain
Slide 22
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
22
GFETبا دو پایه گیت
• افزاره های فرکانس باال معموال از اثرات کانال کوتاه و مقاومت های سری
بین در ن ،کانال و سورس رنج می برند .گرافن با ساختاری تک الیه
بار کترین کانال را ارائه می دهد و باعث بهبود الکترواستاتیای افزاره می
شود.
drain
Al2O3
sourse
graphene
SiO2
si
gate
gate
sourse
Slide 23
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نمونه های دیگری از ترانزیستورهای گرافنی
23
Slide 24
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
Vertical GBT
گرافن در مسیر عادی (طبیعی) به عنوان یک مانع بشمار می رود .در حالت روشن
حامل ها از عایق امیتر-بیس و الکترود کلکتور بیس (گرافن) به الیه هدایت بیس
کلکتور تونل می زنند.
graphene
24
Slide 25
بررسی ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن
نتیجه گیری
گرافن ماده ای است که با توجه به خصوصیات ذکر شده میتواند جایگز ن
نیمه هادی های سیلیاونی در صنعت الکترونیک شود.
استفاده از گرافن نو د دهنده ترانزیستورهای با سرعت باال (در محدوده تراهرتز)
در آینده میباشد
25
Slide 26
با تشکر
26