بهبود عملکرد ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه سمنان، با بهره‌گیری از فناوری
نانولوله‌های کربنی، موفق به طراحی ترانزیستورهای جدید و بهبود یافته‌ای
شده‌اند.

اولین ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی در سال ۱۹۹۸ گزارش شده‌است.
این ترانزیستورها دارای سرعت بسیار بالا و خصوصیات خوبی هستند ولی معایبی
دارند که از آن جمله می‌توان به وابستگی به ولتاژ درین در حالت خاموشی،
رفتار ambipolar و زیاد بودن مقدار سوئیچینگ اشاره کرد. ارائه مدل‌های جدید
برای این ابزارها، موجب درک دقیق‌تر مشخصات الکتریکی آنها شده و به رفع
معایبشان کمک می‌کند. لذا تحلیل و بررسی این ترانزیستورها که به عنوان
اولین و نزدیک‌ترین جایگزین برای فناوری سیلیکان‌ها مطرح هستند بسیار لازم
و ضروری به نظر می‌رسد.

از طرفی دیگر، گروهی از شیمیدانان، روشی استثنایی برای تولید انبوه
نانولوله‌های کربنی دراز، مستقیم و منظم به قطر تنها چند اتم معرفی نموده و
شرایطی برای رشد نانولوله‌ها یافته‌اند که در آن تقریباً تمام نانولوله‌های
رشد یافته، نیمه‌رسانا بوده و انتظار می‌رود که استفاده از آن در صنعت
الکترونیک، به طور چشمگیری افزایش یابد.

به همین منظور محققان دانشگاه سمنان ، مقیاس‌پذیری ترانزیستورهای اثر
میدانی نانولوله کربنی با ناخالصی هاله‌ای را بررسی کرده است.

آنها در این ساختار، برای افزایش ولتاژ آستانه با کاهش طول کانال، کانال را
در نزدیک سورس ترانزیستور، با اتم‌های نوع p آلائیده کرده است.

این آلائیدگی باعث کاهش شدید جریان نشتی، بهبود نوسانات زیرآستانه، افزایش
بهره ولتاژ و نسبت جریان روشن به خاموش گردیده است.

گفتنی است که مشخصات این ترانزیستورها را می‌توان به وسیله تغییر طول و
میزان آلائیدگی ناحیه آلائیده کنترل نمود.

جزئیات این پژوهش که به عنوان بخشی از پایان‌نامه زهرا عارفی‌نیا و
راهنمایی دکتر علی‌اصغر اروجی انجام شده، در مجله Superlattices and
Microstructures(جلد ۴۵، صفحات ۵۴۶- ۵۳۵، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.