在过去十年中,石墨烯因其独特的电气特性(如高电子迁移率和高饱和速度 [1])而备受关注。遗憾的是,由于没有带隙,石墨烯不适合数字电路应用。在模拟 RF 电路中,传统的 MOSFET 结构(如石墨烯场效应晶体管 (GFET))能够达到约 400 GHz 的截止频率 (f T ) [2],但输出特性的非饱和行为 [3] 导致重要 RF 性能指标的下降,因为固有电压增益 A V = g m / g ds 。出于这个原因,最近提出了新的基于石墨烯的晶体管概念,如石墨烯基晶体管 (GBT, [4]),利用通过薄电介质的量子隧穿,如热电子晶体管 (HET, [5])。GBT 由垂直结构组成(图1 中的插图),其中石墨烯片用作控制电极,即基极 (B),位于图1 中的 x = 0 处。基极通过发射极-基极和基极-集电极绝缘体(分别为 EBI 和 BCI)与金属或半导体发射极 (E) 和金属集电极 (C) 隔开 [4]。在正常运行中(即正基极-发射极偏压,V BE > 0 和正集电极-基极偏压,V CB > 0),电子隧穿 EBI,垂直于石墨烯片 (GR) 穿过基极,然后沿着图1 中的 x 方向漂移穿过 BCI 的导带 (CB)。尽管其单原子厚度,
本研究中的 TFET 为浮体 SOI 器件,因此应首先评估执行电荷泵浦测量的可行性 [19]。当用具有恒定基极电平和幅度的方波脉冲栅极时,漏极和源极保持在相同的电位,该电位扫过 0 至 1.5 V 的适当范围,以激活 Si/栅极电介质界面处的生成-复合过程。发现在 P+ 源极接触处测得的电流与栅极脉冲的频率成正比,证明了电荷泵浦装置的正确性 [20],[21]。因此,即使我们的基于 SOI 的 TFET 中没有体接触,由于源极和漏极具有相反的掺杂类型,我们仍然可以执行电荷泵浦测量来评估 N it 。对于下面所示的电荷泵结果,栅极由 500 kHz 方波驱动,其边沿时间为 100 ns,幅度为 1.5 V,基准电平为 0 V,脉冲占空比为 50%。