基于第一性原理的研究：单壁碳纳米管阵列与HfO2界面结构对场效应晶体管传输特性的影响

《physica status solidi (b)–– basic solid state physics》：First-Principles Study of Single-Walled Carbon Nanotube Array/HfO2 Interfacial Structure Effects on Field-Effect Transistor Transport Property

单壁碳纳米管阵列与HfO?界面结构调控对场效应晶体管电子传输性能的影响研究表明，阵列密度通过改变相邻碳管间相互作用和体系总能量影响器件性能，高k介电层HfO?能有效优化界面特性并提升 drain current。

　　

摘要

本文结合密度泛函理论与非平衡格林函数方法，研究了单壁碳纳米管（SWCNT）阵列与HfO₂介质层之间界面结构的变化对场效应晶体管（FET）器件中电子传输的影响。研究结果表明，SWCNT阵列的密度会直接影响器件性能：过高的阵列密度会增强相邻纳米管之间的相互作用，而较低的密度则会导致结构总能量增加。阵列几何形态与界面结构之间的平衡对器件性能至关重要。此外，作为高介电常数（k）的HfO₂层，能够有效调节界面特性，从而提升器件的漏电流和传输性能。本研究揭示了SWCNT阵列结构、CNT/HfO₂界面与CNT场效应晶体管中电子传输之间的内在关系，并提出了一种提升传输性能的策略，为碳基集成电路的实际应用提供了宝贵见解。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。