Published March 28, 2022
| Version v1
Publication
Open
Device simulation of GeSe homojunction and vdW GeSe/GeTe heterojunction TFETs for high-performance application
Creators
- 1. North China University of Technology
- 2. Donghua University
- 3. Peking University
Description
Compared with a two-dimensional (2D) homogeneous channel, the introduction of a 2D/2D homojunction or heterojunction is a promising method to improve the performance of a tunnel field-effect transistor (TFET), mainly by controlling the tunneling barrier. We simulate 10-nm-Lg double-gated GeSe homojunction TFETs and van der Waals (vdW) GeSe/GeTe heterojunction TFETs based on a ballistic quasi-static ab initio quantum transport simulation. Two device configurations are considered for both the homojunction and heterojunction TFETs by placing the bilayer (BL) GeSe or vdW GeSe/GeTe heterojunction as the source or drain, while the channel and the remaining drain or source use monolayer (ML) GeSe. The on-state current (Ion) values of the optimal n-type BL GeSe source homojunction TFET and the optimal p-type vdW GeSe/GeTe drain heterojunction TFET are 2320 and 2387 μA μm−1, respectively, which are 50% and 64% larger than Ion of the ML GeSe homogeneous TFET. Notably, the device performance (Ion, intrinsic delay time τ, and power dissipation PDP) of both the optimal n-type GeSe homojunction and p-type vdW GeSe/GeTe heterojunction TFETs meets the requirements of the International Roadmap for Devices and Systems for high-performance devices for the year 2034 (2020 version).
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
بالمقارنة مع قناة متجانسة ثنائية الأبعاد (2D)، فإن إدخال وصلة متجانسة ثنائية الأبعاد/ثنائية الأبعاد أو وصلة غير متجانسة هو طريقة واعدة لتحسين أداء ترانزستور تأثير مجال النفق (TFET)، بشكل أساسي من خلال التحكم في حاجز النفق. نحن نحاكي TFETs ذات الوصلة المتجانسة GeSe و TFETs ذات الوصلة غير المتجانسة GeSe/GeTe ذات البوابة المزدوجة 10 نانومتر على أساس محاكاة النقل الكمومي شبه الباليستية. يتم النظر في تكوينين للجهاز لكل من TFETs متجانسة التوصيل ومتغايرة التوصيل عن طريق وضع GeSe ثنائي الطبقة (BL) أو vdW GeSe/GeTe متغاير التوصيل كمصدر أو تصريف، بينما تستخدم القناة والصرف أو المصدر المتبقي GeSe أحادي الطبقة (ML). تبلغ قيم التيار في الحالة (أيون) للوصلة المتجانسة المثلى لمصدر BL GeSe من النوع n ووصلة TFET غير المتجانسة المثلى لتصريف GeSe/GeTe من النوع p 2320 و 2387 ميكرو أمبير ميكرومتر-1، على التوالي، وهي أكبر بنسبة 50 ٪ و 64 ٪ من أيون TFET المتجانسة لـ ML GeSe. وتجدر الإشارة إلى أن أداء الجهاز (أيون، ووقت التأخير الجوهري، و PDP لتبديد الطاقة) لكل من الوصلة المتجانسة المثلى من نوع GeSe و p - type vdW GeSe/GeTe heterojunction TFETs يفي بمتطلبات خارطة الطريق الدولية للأجهزة والأنظمة للأجهزة عالية الأداء لعام 2034 (إصدار 2020).Translated Description (French)
Par rapport à un canal homogène bidimensionnel (2D), l'introduction d'une homojonction ou hétérojonction 2D/2D est une méthode prometteuse pour améliorer les performances d'un transistor à effet de champ tunnel (TFET), principalement en contrôlant la barrière tunnel. Nous simulons des TFET à homojonction GeSe à double grille de 10 nm-Lg et des TFET à hétérojonction GeSe/GeTe de van der Waals (vdW) sur la base d'une simulation de transport quantique ab initio quasi-statique balistique. Deux configurations de dispositif sont envisagées pour les TFET à homojonction et à hétérojonction en plaçant l'hétérojonction GeSe bicouche (BL) ou GeSe vdW/GeTe comme source ou drain, tandis que le canal et le drain ou la source restants utilisent du GeSe monocouche (ML). Les valeurs de courant à l'état passant (Ion) du TFET optimal à homojonction de source BL GeSe de type n et du TFET optimal à hétérojonction de drain vdW GeSe/GeTe de type p sont respectivement de 2320 et 2387 μA μm−1, qui sont 50 % et 64 % plus grandes que Ion du TFET homogène ML GeSe. Notamment, les performances du dispositif (ion, temps de retard intrinsèque τ et dissipation de puissance PDP) de l'homojonction optimale GeSe de type n et des TFET à hétérojonction GeSe/GeTe vdW de type p répondent aux exigences de la Feuille de route internationale pour les dispositifs et systèmes pour les dispositifs haute performance pour l'année 2034 (version 2020).Translated Description (Spanish)
En comparación con un canal homogéneo bidimensional (2D), la introducción de una homounión o heterounión 2D/2D es un método prometedor para mejorar el rendimiento de un transistor de efecto de campo de túnel (TFET), principalmente mediante el control de la barrera de túnel. Simulamos TFET de homounión GeSe de doble compuerta de 10 nm-Lg y TFET de heterounión GeSe/GeTe de van der Waals (vdW) basados en una simulación de transporte cuántico ab initio balístico casi estático. Se consideran dos configuraciones de dispositivos para los TFET de homounión y heterounión colocando la heterounión bicapa (BL) GeSe o vdW GeSe/GeTe como fuente o drenaje, mientras que el canal y el drenaje restante o fuente usan GeSe monocapa (ML). Los valores de corriente en estado activo (Ion) del TFET de homounión de fuente de GeSe BL de tipo n óptimo y el TFET de heterounión de drenaje de GeSe/GeTe vdW de tipo p óptimo son 2320 y 2387 μA μm−1, respectivamente, que son 50% y 64% más grandes que Ion del TFET homogéneo de GeSe ML. En particular, el rendimiento del dispositivo (ion, tiempo de retardo intrínseco τ y PDP de disipación de potencia) tanto de la homojunción GeSe de tipo n óptima como de los TFET de heterojunción GeSe/GeTe vdW de tipo p cumple con los requisitos de la Hoja de ruta internacional para dispositivos y sistemas para dispositivos de alto rendimiento para el año 2034 (versión 2020).Files
latest.pdf.pdf
Files
(612.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:67586fc7276f4e3a0efe27d349ca7c73
|
612.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- محاكاة الجهاز لـ GeSe homojunction و vdW GeSe/GeTe heterojunction TFETs للتطبيق عالي الأداء
- Translated title (French)
- Simulation de dispositif d'homojonction GeSe et TFET à hétérojonction GeSe/GeTe vdW pour une application haute performance
- Translated title (Spanish)
- Simulación de dispositivos de homounión GeSe y TFET de heterounión GeSe/GeTe vdW para aplicaciones de alto rendimiento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4220773857
- DOI
- 10.1007/s10825-022-01867-z
References
- https://openalex.org/W1981368803
- https://openalex.org/W2032197740
- https://openalex.org/W2054781883
- https://openalex.org/W2075134976
- https://openalex.org/W2088215266
- https://openalex.org/W2192681950
- https://openalex.org/W2276166652
- https://openalex.org/W2287549483
- https://openalex.org/W2291762255
- https://openalex.org/W2307222518
- https://openalex.org/W2340857209
- https://openalex.org/W2507296830
- https://openalex.org/W2596669394
- https://openalex.org/W2596797508
- https://openalex.org/W2610617788
- https://openalex.org/W2620851704
- https://openalex.org/W2724741978
- https://openalex.org/W2741151753
- https://openalex.org/W2759788582
- https://openalex.org/W2770406915
- https://openalex.org/W2772032545
- https://openalex.org/W2802188333
- https://openalex.org/W2808082386
- https://openalex.org/W2892371686
- https://openalex.org/W2892699444
- https://openalex.org/W2894226365
- https://openalex.org/W2899389179
- https://openalex.org/W2900540842
- https://openalex.org/W2904284278
- https://openalex.org/W2944119246
- https://openalex.org/W2951494531
- https://openalex.org/W2955404296
- https://openalex.org/W2989107869
- https://openalex.org/W2994674273
- https://openalex.org/W3000768454
- https://openalex.org/W3017534601
- https://openalex.org/W3033304056
- https://openalex.org/W3042839614
- https://openalex.org/W3096990959
- https://openalex.org/W3104311998
- https://openalex.org/W3127489282
- https://openalex.org/W4213425998