پیشرفت ترانزیستورهای نسل آینده با ماده دوبعدی WSi₂N₄ در دانشگاه تهران

تحقیقات نوین در سطح نانومتری

به گزارش خبردار، گروه پژوهشی دانشگاه تهران در یک مطالعه پیشرو، پتانسیل ماده دوبعدی WSi₂N₄ را برای کاربرد در ترانزیستورهای نسل جدید ارزیابی کرده‌اند. نتایج نشان می‌دهد این ماده می‌تواند پایه‌ای برای ساخت وسایل الکترونیکی با مصرف انرژی پایین و سرعت بالا باشد.

مقایسه مدل‌های FET و TFET

در این کار، عملکرد ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) و ترانزیستورهای اثر میدانی تونلی (TFET) مبتنی بر تک‌لایه WSi₂N₄ با استفاده از شبیه‌سازی‌های پیشرفته مورد تحلیل قرار گرفت. مشاهده شد که ترانزیستورهای NTFET از نظر بهره‌وری انرژی عملکردی بسیار مطلوب دارند؛ به‌گونه‌ای که شیب زیرآستانه به ۱۸.۵ میلی‌ولت بر دهه کاهش یافته و منجر به کاهش چشمگیر توان مصرفی می‌شود.

عملکرد برتر NFET

همچنین ترانزیستورهای NFET بیشترین جریان روشن را با مقدار ۴۹۴ میکرو آمپر بر میکرومتر و تأخیر زمانی اندک ثبت کردند، که نشان‌دهنده قابلیت بالای آن‌ها برای کاربردهای الکترونیکی آینده است.

افاق کاربرد

این دستاورد می‌تواند راه را برای توسعه نسل جدید مدارهای الکترونیکی با مصرف انرژی کمتر، سرعت بالاتر و بازده بیشتر هموار سازد و در طراحی تجهیزات پیشرفته و فناوری‌های کم‌مصرف به کار رود.

تیم پژوهش و انتشار

این تحقیق توسط حمیدرضا قنبری‌خرّم (فارغ‌التحصیل دانشگاه تهران)، صمد شیخایی (عضو هیئت علمی دانشکده برق و کامپیوتر)، شعیب بابایی توسکی و علیرضا کوکبی (اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی همدان) انجام شده و نتایج آن در مجله Journal of Physics and Chemistry of Solids منتشر گردیده است.