Investigation of High-K Gate Dielectrics and Chirality on the Performance of Nanoscale CNTFET

Abstract

Польові транзистори з вуглецевих нанотрубок (CNTFETs) мають особливі властивості, такі як надвисока теплопровідність, балістичний транспорт, найвища густина струму та надзвичайно висока механічна міцність. Завдяки цим чудовим характеристикам очікувалося, що вони будуть використовуватися як матеріал для кабелів та як альтернативний матеріал каналів для розширення характеристик CMOS структур. У роботі обговорюються площинна та коаксіальна геометрії з різними значеннями хіральності, аналізуються різноманітні параметри з різними діелектричними матеріалами, такими як SiO2, HfO2 та Y2O3 для поліпшення струму Ion, а також підпорогових коливань. Це покращило такі характеристики пристрою, як робоча напруга та відношення Ion/Ioff, густина/діаметр, потенціал/діаметр, енергія/DOS. Запропонований підхід забезпечує корисний та інтегративний метод виготовлення електронних пристроїв з нанорозмірних електронних матеріалів.

Carbon nanotube field-effect transistors (CNTFETs) offer peculiar properties such as ultrahigh thermal conductivity, ballistic transport, highest current density, and extremely high mechanical strength. Because of these remarkable characteristics, they were anticipated to be used as cable materials and as an alternative channel material to extend the performance of complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices. In this paper, the planar and coaxial geometries with different chirality value are discussed, various parameters are analyzed with different dielectric materials like SiO2, HfO2, and Y2O3 to improve Ion current as well as subthreshold swing. This enhanced the device performances such as operation voltage, Ion/Ioff, density/diameter, potential/diameter, and energy/DOS ratios. This approach provides a useful and integrative method for manufacturing electronic devices from nanoscale electronic materials.