纳米线/金属电极接触的有限元研究

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金属电极/纳米线接触是纳米器件中的一个重要组成部分,通常接触的好坏会对器件的性能产生决定性的影响。因而对金属电极/纳米线接触的研究有重要的意义,也是当前的热点之一。有限元法作为当前一种应用广泛的数值模拟方法,适用于对各种物理问题进行分析。相较于实验的方法,采用数值模拟的研究方法更有其独特的优点。通过数值模拟可以快速的对问题进行研究,同时可以避免引入不必要的误差干扰,有利于更好的理解物理过程的本质。本文利用有限元法,基于量子修正的流体模型,对金属-半导体-金属模型进行了模拟,对接触的电极间距、接触宽度、纳米线直径等几何因素,纳米线材料本身的掺杂浓度,不同的接触势垒等方面,以氧化锌为例,进行了详细的分析,对各个因素带来的影响进行了研究。本文的主要内容包括四个部分:第一章讲述了文章的背景及基础知识。包括肖特基基础、半导体的基本模型以及模拟的各种常用方法及适用范围。第二章详细讲述了本文模拟的基本步骤。采用量子修正的流体力学模型,运用自适应的方法进行网格划分,利用伽辽金法进行单元分析,最后采用迭代法进行求解。第三章以氧化锌为例,具体从接触的电极间距、接触宽度、及纳米线的直径等方面分析了接触带来的影响。对于肖特基而言,间距越小,接触带来的影响越大;接触宽度越大,接触造成的影响相对越小;纳米线的直径越小,接触的影响越大。第四章则分别从掺杂的浓度及肖特基的不同势垒分析了器件性能的变化。掺杂的浓度越高,肖特基的影响越小,这也反眏了由肖特基到欧姆接触的变化趋势。
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