ساختمان داخلی (نانو ترانزیستور های CMOS)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : نانو ترانزیستورهای CMOS با نیمه هادی های ترکیبی خصوصاً نانو لوله ها ترکیب میشوند ساختار ترکیبات نانو الکترونیکی شایـد ادوات اُپتیکـی و الکترونیـک نوری بیشترین بهـره را از این ترکیبـات نیمـه هادی ببرنـد. علـت اصلـی هـم امکـان مهندسـی گـاف انـرژی در این ترکیبـات بر خـلاف سیلیکـون اسـت.
نانو لوله هـای کربنی لوله هایی هستنـد که دیواره آن گرافین است. این لوله ها میتوانند تک دیواره یا چند دیواره باشند. و در تکثیر نانو ترانزیستورهای CMOS مورد استفاده قرار میگیرد. از طرفی بسته به نحوه پیچیدن و آرایش اتمهای کربن در لبه لوله، در سه صورت دسته صندلی، زیگراگ یا 1یافت میشوند. این سه نوع نانولوله کربنی خصوصیات بسیار متفاوتی دارند. مثلاً 2 کایرال ساختار دسته صندلی رفتار هادی فلزی دارد درحالیکه ساختار کایرال رفتار یک نیمه هادی دارد و واکنش آن را قسمت کوچک انرژی گاف با نانو لوله های کربنی ویژگی های الکتریکی و مکانیکی منحصر به فردی دارند.به عنوان مثال، ساختار یک نانو لوله که هزار برابر بیشتر از مس میباشد و نانولوله فلزی قادر به حمل جریان الکتریکی با چگالی cm/Aاست و این ویژگی ها سبب شده تا از این ماده در ساخت ادوات الکترونیکی مانند ترانزیستورهای CMOS (نیمه هادی) استفاده شود. نانو لوله های کربنی به عنوان جایگزینی برای سیلیکون در کانال ترانزیستور MOSFET مطرح شده اند. نانولوله ها میتوانند بعضی مشکلات کاهش طول کانال در ترانزیستور مانند تونلزنی الکترون از داخل کانال یا از گیت به داخل کانال را تا حد زیاد مرتفع کنند.
نانو لوله ها غیـر از نانو ترانزیستور های CMOS در ساخت سنجه ها و فعال کننده هـا ؛ ابر خازن ها و همچنین در بسیاری از صنایع دیگر استفاده میشوند. مشکل اصلی در به کارگیری نانو لوله ها عمدتاً در آن است که باید به صورت خوابیده روی سطح استفاده شوند تا بتوان به آنها پیوند زد و اتصال فلزی برای حصول رفتار ترانزیستوری CMOS برقرار کرد. این در حالی است که نانولوله ها عمودی رشد میکنند. مضاف بر این، باید امکان کنترل دقیق روی ویژگی های هر نانو لوله و نیز مکان رشد و طول آن وجود داشته باشد که چنانچه فرض شود نانولوله های نیمه هادی و فلزی به دقت دلخواه قابل رشد و جهت دهی روی سطح هستند، امکان فشرده سازی و افزایش سرعت هرچه بیشتر الکترونیک مجتمع را فراهم خواهند کرد. در مدارهای نانو الکترونیک به خصوص بلوک RF و مایکروویو نیاز به سوئیچهای بسیار پرسرعت است. معمولاً ترانزیستورهای با رکورددار سرعتهای بسیار بالا، به 2 و ترانزیستورهای MOSFET دوقطبی نامتجانس و تحرکپذیری الکترون بالاترتیب تا حدود 600GHz و 750GHz هستند.
نتیجه گیری :
نانو ترانزیستورهای CMOS با نیمه هادی های ترکیبی خصوصاً نانو لوله ها ترکیب میشوند ساختار ترکیبات نانو الکترونیکی شایـد ادوات اُپتیکـی و الکترونیـک نوری بیشترین بهـره را از این ترکیبـات نیمـه هادی ببرنـد. علـت اصلـی هـم امکـان مهندسـی گـاف انـرژی در این ترکیبـات بر خـلاف سیلیکـون اسـت.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک