Compact multiscale modeling of carbon-based nano-transistors

par Yi Zheng

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Zhuoxiang Ren.

  • Titre traduit

    Modélisation compacte multi-échelle de nano-transistors à base de Carbone


  • Résumé

    Parmi les nouveaux matériaux émergents à base de carbone, le graphène est rapidement devenu un candidat idéal pour plusieurs applications en nanoélectronique. Dans ce contexte, différentes méthodes ont été proposées pour transformer ses propriétés électriques, et notamment supprimer sont point de dégénérescence de Dirac. L'ouverture d'un gap d'énergie peut ainsi conduire à l'usage du graphène dans des nano-transistors. Dans cette thèse, nous appliquons un modèle compact semi-analytique pour étudier deux types de nanotransistors à base de graphène: les transistors à nanorouban et les transistors à nanomesh. Un modèle de type thight-binding est utilisé pour déterminer les expressions analytiques des bandes d'énergie d'un nanorouban de graphène. Des comparaisons sont montrées avec des approches ab initio, et avec des mesures effectuées sur des transistors du même type mais à plus grande échelle. Dans le contexte de l'électronique pour applications souples, les contraintes mécaniques sur les circuits et les déformations géométriques des composants à base de graphène peuvent constituer un problème important. Nous étudions ces effets sur les propriétés de conduction des transistors à nanorubans (dans les régimes balistique et partiellement balistique). En supposant la présence de petites déformations, une mise à l'échelle spectrale et un décalage spectral dû à la présence d'une déformation peuvent être pris en compte de manière analytique. Ce modèle conduit à définir sous forme analytique les quantités effectives (masses, densités d'états) utilisées pour calculer numériquement les potentiels et les courants dans le nano-dispositif. Les résultats numériques sont présentés à la f


  • Résumé

    Abcd