بررسی نقص بینابینی در ترانزیستور اثر میدانی تونلی نانو نوار فسفرینی

امروزه ترانزیستورهای مبتنی بر نانونوارهای فسفرینی به دلیل کاربردهای چشمگیر و قابلیت های منحصر به فرد خود در عرصه ی الکترونیک نسل نو، توجه گسترده ای را در جوامع علمی و صنعتی به خود جلب کرده اند. در این میان یکی از ویژگی های برجسته و تا حدی شگفت انگیز این دسته از ترانزیستورها، رفتار غیرمنتظره ی آن ها در مواجهه با انواع نقص های ساختاری است. برخلاف بسیاری از سیستم های الکترونیکی مرسوم که در آنها بروز نقص معمولا به افت عملکرد منجر می شود، در ترانزیستورهای فسفرینی مشاهده شده است که وجود برخی از انواع نقص ها می تواند به طرز معنی داری موجب بهبود مشخصه های الکتریکی و در نتیجه ارتقاء عملکرد کلی ترانزیستور گردد. این پدیده مسیر نویدبخشی را برای مهندسی هدفمند و بهینه سازی عملکرد ترانزیستورها از طریق کنترل و طراحی نقص ها پیش رو می نهد. در این مقاله، به طور خاص به بررسی تاثیر یکی از انواع مهم نقص یعنی نقص بینابینی می پردازیم و نقشی را که یک اتم در میانه ی ساختار یک نانونوار فسفرینی ایفا می کند، به صورت نظام مند مطالعه خواهیم کرد. پرسش بنیادینی که این پژوهش حول آن شکل گرفته آن است که جایگیری و حضور یک اتم میهمان در موقعیتی راهبردی از شبکه ی بلوری نانونوار فسفرینی چه تاثیری بر مشخصه های ترانزیستور اثر می گذارد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که نقص بینابینی سبب افزایش چگالی حالات موضعی (LDOS) الکترون های در دسترس و تقویت مسیرهای عبور الکترونی می شود. در Transmission path عبور بهتر الکترون ها و همچنین فرکانس قطع این ساختار بسامد قطع بالاتری به میزان ۰.۰۴ گیگاهرتز نسبت به نمونه ی بی نقص از خود نشان می دهد که این امر عملکرد بهتری از نظر حفظ توان سیگنال و پهنای باند موثر نشان می دهد. انتظار می رود بر اساس شواهد و مستندات پیشین در خصوص تاثیر شگرف نقص ها در ساختار فسفرین بتوان با بهره گیری از این رویکرد، بهبود قابل توجهی را در عملکرد ترانزیستورهای مبتنی بر فسفرین مشاهده نمود و بدین ترتیب گامی موثر در جهت تکامل نسل بعدی قطعات نانو الکترونیکی برداشت.

کلیدواژه ها:

نانو نوار ، فسفرینی ، نقص ، اثر میدانی تونلی