Estudo computacional sobre a caracterização de contatos para transistores balísticos de nanotubos

Abstract

A engenharia de contatos de nanotubos de carbono semicondutores requer a diminuição da barreira de potencial para a injeção de cargas pela escolha da função de trabalho do metal. Assim a extração precisa da barreira de potencial a partir das curvas de corrente-tensão dos transistores de efeito de campo de nanotubo (nanoFET) é uma técnica essencial de caracterização do transistor, especialmente para contatos que apresentam o efeito de Fermi level Pinning. A identificação da tensão de banda plana VFB é uma maneira conhecida para determinar a altura de barreira de Schottky. Baseados em simulações numéricas, resolvendo por método autoconsistente a equação de Poisson e a equação de Schrödinger de massa efetiva, mostramos os desafios de identificar corretamente VFB para nanoFET balísticos, quando portadores de cargas atravessam um canal curto de transistor sem perda de energia e são injetados largamente por tunelamento. Apenas suprimindo a contribuição por tunelamento com nanoFETs assimétricos, VFB pode ser determinada corretamente. Contudo, ruído e correntes ambipolares em baixas tensões de polarização podem ainda dificultar a aplicação do método de extração descrito em dispositivos experimentais. Como uma alternativa, sugerimos a parametrização da dependência entre a resistência de contato e a tensão da porta em baixas tensões de dreno, que surge do controle de corrente em nanoFETs balísticos. Além disso mostramos que essa dependência não é simples de ser calculada por causa de efeitos de interferência quântica. A interferência pode ser explorada para polarizar o nanoFET para diferentes frequências de corte.