Co-ontwerp van transistor en circuit voor 2D-materiaal gebaseerde transistoren voor toekomstige elektronica

In de afgelopen decennia heeft de miniaturisatie van metaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistoren (MOSFET's) een belangrijke rol gespeeld bij het bevorderen op het gebied van elektronica. Meer recentelijk, wordt het steeds moeilijker om de conventionele silicium (Si) transistoren kleiner te maken zonder de prestaties op te offeren terwijl de dimensies van de transistor een paar atomen bereiken. Om de schaling van deze hoogwaardige transistoren voort te zetten, worden dus alternatieve materialen en transistorarchitecturen verkend om moderne gespannen silicium (s-Si) FinFET's te vervangen. Terwijl III-V-materialen zoals InGaAs hogere elektronmobiliteiten en injectiesnelheden beloven dan s-Si, beloven opkomende tweedimensionale (2D) materialen en nanodraad (NW) transistorarchitecturen betere immuniteit tegen kortekanaaleffecten. Dit doctoraat onderzoekt de vooruitzichten van deze op 2D-materiaal gebaseerde transistoren voor hoogwaardige toekomstige elektronica. Het richt zich op de selectie van het juiste 2D-materiaal en optimale transistorontwerpen voor 2D-materiaaltransistoren en vergelijking van 2D-transistoren met geavanceerde s-Si en InGaAs-gebaseerde MOSFET's. Hoewel 2D-materiaal n-MOSFET een betere energie-efficientie belooft (in vergelijking met state-of-the-art s-Si FinFET bij sub-0.7V voedingsspanning), kan het niet dezelfde snelheid bereiken als s-Si gebaseerde Fin- en NWFET’s voor verhoogde voedingsspanningen, tenzij de 2D MOSFET’s op elkaar worden gestapeld op een monolithische 3D manier.