Page 96 - Kỷ yếu hội thảo quốc tế: Ứng dụng công nghệ mới trong công trình xanh - lần thứ 9 (ATiGB 2024)

th
HỘI THẢO QUỐC TẾ ATiGB LẦN THỨ CHÍN - The 9 ATiGB 2024 87

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR HIỆU ỨNG

TRƯỜNG ĐƠN LỚP BP

STUDY OF FACTORS AFFECTING

THE PERFORMANCE OF MONOLAYER BP

FIELD EFFECT TRANSISTORS

1
1*
Nguyễn Linh Nam , Nguyễn Thị Khánh Hồng
1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng
1*
Nguyen Linh Nam , Nguyen Thi Khanh Hong
1 University of Technology and Education, The University of Danang
*nlnam@ute.udn.vn
Tóm tắt: Vật liệu bán dẫn cấu trúc 2D được hình thành Abstract: 2D structural semiconductor materials are
bởi các lớp siêu mỏng kết nối bởi lực Van der Waals yếu. formed by ultrathin layers connected by weak Van der
Mỗi lớp có cấu trúc hóa học hoàn chỉnh làm cho mỗi lớp Waals forces. Each layer has a complete chemical structure
riêng lẻ có tính chất ổn định. Vật liệu bán dẫn 2D thu hút sự that makes each individual layer have stable properties. 2D
quan tâm nghiên cứu không chỉ do độ dày nguyên tử mỏng semiconductor materials attract research interest not only
mà còn do những đặc tính mới đặc trưng cho khả năng ứng because of their atomically thin layer but also due to new
dụng của vật liệu trong các ứng dụng điện tử. Trong nghiên unique properties that make these materials to be candidates
cứu này, mô hình transistor kiểu đạn đạo được dùng để mô for electronic applications. In this study, a ballistic
phỏng đặc tính của linh kiện đơn lớp BP FET. Kết quả nanotransistor model is used to simulate the characteristics
nghiên cứu cho thấy linh kiện đơn lớp BP FET có hiệu suất of a monolayer BP FET. Research results show that the
hoạt động cao với mật độ dòng electron đạt 1540 μA/μm, hệ device has high performance with an electron current
5
số mở/đóng khoảng 1,5×10 và vận tốc hạt dẫn là 8,4 ×104 density of 1540 μA/μm, an on/off ratio of about 1.5×105
m/s. Các yếu tốt ảnh hưởng đến đặc tính hoạt động của linh and a carrier velocity of 8.4×104 m/s. Factors affecting the
kiện đơn lớp BP FET như vật liệu điện môi, nhiệt độ được performance of monolayer BP FET such as dielectric
khảo sát và phân tích giúp đưa ra các kết luận quan trọng material and temperature were studied in details, helping to
trong tối ưu hiệu suất hoạt động của linh kiện. draw important conclusions in optimizing the device's
performance for practical electronic applications.
Từ khóa: Vật liệu 2D; đơn lớp BP; transistor nano kiểu Keywords: 2D material; monolayer BP; ballistic
đạn đạo; hệ số mở/đóng; vận tốc hạt dẫn. nanotransistor; on/off ratio; carrier velocity
1. ĐẶT VẤN ĐỀ nhanh chóng trong các ứng dụng như điện toán hiệu
suất cao, Internet vạn vật (IoT) và trí tuệ nhân tạo.
Kể từ khi mạch tích hợp ra đời vào năm 1958, sự
phát triển của công nghệ bán dẫn dựa trên silicon đã Để khắc phục những hạn chế của vật liệu silicon
đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy sự phát và thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên hậu Moore,
triển vượt bậc của ngành công nghiệp bán dẫn. Tuy việc nghiên cứu khám phá các vật liệu bán dẫn mới
nhiên, khi transistor đạt đến kích thước nano, những nhằm có thể duy trì các tính chất điện ổn định, đặc
hiện tượng vật lý khác nhau như tán xạ điện tử, hiệu biệt ngay cả ở kích thước nhỏ, là rất cần thiết. Trong
ứng đường hầm lượng tử và hiệu ứng kênh ngắn xuất đó, vật liệu bán dẫn cấu trúc hai chiều (2D), đặc trưng
hiện trong các linh kiện điện tử, gây ra sự suy giảm bởi cấu trúc lớp có độ dày ở kích thước nguyên tử thu
hiệu suất. Công nghệ chip trên nền silicon đang phải hút được sự quan tâm nghiên cứu. Chất bán dẫn 2D
đối mặt với một số hạn chế nhất định trong việc duy có những tính chất mới với cấu trúc nguyên tử ở cấp
trì đáp ứng theo định luật Moore. Công nghệ CMOS độ nano có lợi cho việc tạo ra các linh kiện điện tử
thông thường, dựa trên việc giảm kích thước để tăng công suất thấp với hiệu suất cao. Các transistor sử
mật độ tích hợp, hiện đang phải đối mặt với những trở dụng vật liệu bán dẫn 2D cho thấy tỷ lệ mở/đóng rất
ngại đáng kể, nhưng nhu cầu về các hệ thống máy cao, độ linh động hạt dẫn vượt trội, dòng điện trạng
tính mạnh hơn vẫn được thúc đẩy bởi những tiến bộ thái tắt cực thấp, giảm các hiệu ứng kênh ngắn và độ
dài kênh [1-2]. Đồng thời, vật liệu bán dẫn 2D thể
hiện khả năng tương thích đáng kể với silicon cho
ISBN: 978-604-80-9779-0