مدلسازی فشرده و اثرات اتصال در ترانزیستورهای لایه نازک
چکیده
یک مدل فشرده برای تعیین ویژگیهای ولتاژ- جریان ترانزیستورهای لایه نازک آلی (OTFT) که در برگیرندۀ اثرات نواحی اتصال (contact regions) میباشد، پیشنهاد شد. حالات فیزیکی و ساختاری مختلف اتصالات با مواد آلی و سایر مواد نوظهور مثل گرافن، دی کالوژنیدها (dichalcogenide )ی نیمه هادی مثل MoS2 یا ابزار نانو سیمی (NW)، تشریح میگردند. رفتار الکتریکی اتصالات در ترانزیستورهای OTFT بررسی میشود و مدلهای مداری که آنها را تشریح میکنند مورد بررسی قرار میگیرند. دو روند در منحنیهای ولتاژ- جریان مشاهده میشوند: خطی (linear) و غیرخطی(nonlinear)، و مدلهای مختلفی برای تشریح آنها مورد استفاده قرار میگیرند. یک مدل یکپارچه شده برای ناحیۀ اتصال (یا ناحیۀ تماسcontact region) که هر دو روند را ایجاد میکند و ویژگیهای فیزیکی و ساختاری مختلف اتصالات در خود جای میدهد، توسعه داده میشود. این مدل بوسیلۀ یک پارامتر تشریح میشود و در یک مدل تحلیلی عمومی برای ترانزیستورهای لایه نازک(TFT) معرفی میگردد. تغییرپذیری در ساختارهای OTFT ، مواد و روشهای ساخت، منجر به انعطاف بسیار زیاد در مقادیر پارامترهای مدل میشود. در این رابطه، یک تکنیک تعیین ویژگی برای مشخص کردن مقدار پارامترهای مدل از داده های آزمایشی نیز توسعه داده میشود. تستهای فیزیکی مختلفی برای اعتبارسنجی نتایج تکنیک پیشنهاد میشوند. این روش روی داده های اخیر آزمایشی برای ترانزیستورهای بر پایۀ پنتاسن (pentacene-based transistors) اعمال میگردد. همخوانی خوب بین داده های آزمایشی و نتایج تحلیلی ما، راهی را برای ارتباط دادن پارامترهای مدل با منبع فیزیکی یا هندسی اثرات اتصالی در ترانزیستورهای OTFT فراهم میسازد.
1. مقدمه
فناوریهای نوظهور برپایۀ مواد پلیمری مراجع 1 تا 3، مواد دوبعدی مثل گرافن، فلزات انتقالی dichalcogenide نیمه هادی، MoS2 یا WSe2 ، یا ابزار نانو کابلی (NW) روشهای امیدوار کننده ای در عرصۀ نانوالکترونیک، حسگرها و فوتونیک هستند. این مواد علاوه بر کاربردهای رایج، یک ویژگی مشترک دیگر دارند بنام: ارتباط با دنیای خارج از طریق اتصالات فلزی.
Abstract
A compact model for the current–voltage characteristics of organic thin-film transistors (OTFTs), which includes the effects of the contact regions, is proposed. Different physical and morphological aspects of contacts with organic or other emerging materials such as graphene, semiconducting dichalcogenides such as MoS2, or NW devices are described. The electrical behavior of the contacts is studied in OTFTs, and circuit models that describe them are reviewed. Two trends are observed in the current-voltage curves of the contacts of different OTFTs: linear and nonlinear, and different models are used to explain them. A unified model for the contact region that reproduces both trends and gathers the different physical and structural features of the contacts is developed. It is described by a single parameter and introduced in a generic analytical model for TFTs. The variability in OTFT structures, materials, and fabrication approaches gives rise to a strong variability in the values of the parameters of the model. In this regard, a characterization technique to determine the value of the parameters of the model from experimental data is also developed. Different physical tests are proposed to validate the results of the technique. The procedure is applied to recent experimental data for different pentacene-based transistors. The good agreement between the experimental data and our analytical results provides a way to relate the parameters of the model with the physical or geometrical origin of the contact effects in OTFTs.
I. INTRODUCTION
EMERGING technologies based on organic or polymeric materials [1]–[3], 2-D materials such as graphene [4], semiconducting dichalcogenides, MoS2 or WSe2 [5], or nanowire (NW) devices [6], are promising solutions in the fields of nanoelectronics, sensing, and photonics. Apart from having common applications, these materials share an additional common feature: the connection to the outer world via metal contacts.
چکیده
1. مقدمه
2. ویژگیهای اتصال فلزی
A. توابع کار نیمه هادی و فلز
B. کیفیت اتصال و ناحیه نزدیک به بین وجهی
C. هندسه اتصال
D. ناحیه گذر (انتقال)
3. اثرات اتصال در OTFT ها
A. مدلهای اثرات اتصال
B. چه چیزی فراموش شده است؟
4. مدل فشرده برای ناحیۀ اتصال ترانزیستورهای OTFT
5. افزودن در یک مدل ترانزیستور OTFT
6. روش استخراج پارامتر
A. اهمیت یک مدل فشرده با اثرات اتصال
B. روش استخراجی ما
6. نتایج و بررسی ها
A. اثرات اندازه سازه
B. ترانزیستور دارای ناپایداری
C. اثرات دما
D. اثرات مانع یا حائل انرژی (Energy Barrier)
8. ایده هایی برای کارهای آینده
9. نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROPERTIES OF METAL CONTACTS
A. Metal and Semiconductor Work Functions
B. Quality of the Contact and the Near-Interfacial Region
C. Geometry of the Contact
D. Transition Region
III. CONTACT EFFECTS IN OTFTs
A. Models of Contact Effects
B. What is Missing?
IV. COMPACT MODEL FOR THE CONTACT REGION OF OTFTs
V. INCORPORATION IN AN OTFT MODEL
VI. PARAMETER EXTRACTION METHOD
A. Importance of a Compact Model With Contact Effects
B. Our Extraction Method
VII. RESULTS AND DISCUSSION
A. Effects of the Size of the Structure
B. Transistor with Instabilities
C. Effects of the Temperature
D. Effects of the Energy Barrier
VIII. IDEAS FOR FUTURE WORK
IX. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه