doping concentration.16 The higher

doping concentration.16 The higher mobilities observed in
our SiNW devices may arise from improved structural
perfection and cylindrical morphology, although additional
studies are need to address unambiguously this point. We
also note that these SiNW values are not upper bounds since
contacts and surface passivation have not been optimized.
To obtain additional information about the origin of these
passivation results, we have carried out other experiments.
First, the effect of chain length on characteristics of SiNW
FETs was investigated. Immediately after modification, 18-
carbon and 6-carbon chains gave similar transport results,
although the lifetime of the observed improvement was >1
week and 1 day, respectively. These results suggest that
accessibility of the surface to water hydrolysis may control
stability of the passivation, and moreover, that the passivation
of polar surface sites, such as SiO-, is important to the
observed improved transport behavior. Second, and to test
this idea, we have modified SiNW surfaces with tetraethylammonium
bromide solutions. Significantly, tetraethylammonium-
modified NWs also show the significant increases
in the transconductance and mobility (Figure 3E).
In addition, it is worth noting that our SiNW FETs are
structurally and chemically analogous to the silicon-oninsulator
(SOI) structures being developed for future generation
microelectronics.21 To explore this analogy in quantitative
terms, we have compared key characteristics of SiNW
FETs with state-of-the-art planar metal-oxide-semiconductor
FETs (MOSFETs) fabricated using SOI21 (Table 1). First,
the hole mobility, which is ca. independent of device size,
is an order magnitude larger than that in planar Si devices
with comparable dopant concentrations. Since the mobility
determines how fast charge carriers move in the conducting
channel, it is one key parameter affecting the raw device
speed. Ignoring other factors, our mobility implies that
terahertz operation could be achieved in a 2000 nm SiNW
FET.
For direct comparison of other key parameters, the SiNW
FET results have been scaled22 using the SOI FET gate length
of 50 nm and gate oxide thickness of 1.5 nm. Significantly,
the scaled on-state current (Ion) for the SiNW FET is larger
than state-of-the-art Si FETs, and moreover the average
subthreshold slope approaches the theoretical limit16 and the
average transconductance is ca. 10 times larger. These
improvements could lead to substantial benefits for highspeed
and high-gain devices. The SiNW FET devices also
have larger leakage currents, but this issue could be addressed
by implementing pn-diodes at the source and drain contacts
as in conventional MOSFETs. This comparison suggests that
efforts to make smaller SiNW FETs and explicitly test scaling
predictions could have an important impact in the future.
In conclusion, we have performed studies addressing the
limits of p-type SiNW FETs. Source-drain contact thermal
annealing and surface passivation were found to improve
significantly the FET performance with increases in the
average transconductance from 45 to 800 nS and average
mobility from 30 to 560 cm2/Vâs, with peak values of 2000
nS and 1350 cm2/Vâs, respectively. In addition, comparison
of scaled SiNW FET transport parameters with those for
state-of-the-art planar MOSFETs show that SiNWs have the
potential to exceed substantially conventional devices, and
thus could be ideal building blocks for future nanoelectronics.
Acknowledgment. We thank H. Park and L. Lauhon for
helpful discussion. C.M.L. acknowledges the Defense Advanced
Research Projects Agency for generous support of
this work.
References

Kết quả (Việt) 1:

Doping concentration.16 cao mobilities quan sát thấy ởthiết bị SiNW của chúng tôi có thể phát sinh từ cải thiện kết cấusự hoàn hảo và hình thái hình trụ, mặc dù bổ sungnghiên cứu cần đến địa chỉ rõ ràng thời điểm này. Chúng tôicũng lưu ý rằng các giá trị SiNW là không giới hạn trên kể từđịa chỉ liên lạc và bề mặt thụ đã không được tối ưu.Để có được thêm thông tin về nguồn gốc của nhữngkết quả thụ, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm khác.Đầu tiên, có hiệu lực của chiều dài chuỗi vào đặc tính của SiNWFETs được điều tra. Ngay sau khi sửa đổi, 18-Carbon và dây chuyền 6-Bon đã cho kết quả phương tiện giao thông tương tự,mặc dù cả thời gian của việc cải thiện quan sát > 1tuần và 1 ngày, tương ứng. Những kết quả này gợi ý rằngkhả năng tiếp cận của bề mặt nước thủy phân có thể kiểm soátsự ổn định của thụ, và hơn nữa, mà thụTrang web bề mặt cực, chẳng hạn như SiO-, là quan trọng đối với cácquan sát hành vi cải thiện giao thông. Thứ hai, và để kiểm traý tưởng này, chúng tôi đã sửa đổi bề mặt SiNW với tetraetylammonigiải pháp bromua. Đáng kể, tetraetylammoni-Sửa đổi NWs cũng hiển thị tăng đáng kểtrong transconductance và di động (con số 3E).Ngoài ra, nó là đáng chú ý rằng chúng tôi FETs SiNWcấu trúc và hóa học tương tự với silicon-oninsulatorCấu trúc (SOI) được phát triển cho thế hệ tương laimicroelectronics.21 để khám phá này tương tự trong định lượngđiều khoản, chúng tôi đã so sánh các đặc điểm chính của SiNWFETs với nhà nước-of-the-nghệ thuật hai chiều kim loại-ôxít-bán dẫnFETs (MOSFETs) chế tạo bằng cách sử dụng SOI21 (bảng 1). Đầu tiên,di động lỗ, là ca. độc lập của thiết bị kích thước,là một thứ tự cường độ lớn hơn hơn trong phẳng Si thiết bịvới nồng độ rộng so sánh. Kể từ khi di độngxác định nhanh như thế nào tàu sân bay phí di chuyển trong việc điều hành cácKênh, nó là một tham số quan trọng, ảnh hưởng đến thiết bị nguyêntốc độ. Bỏ qua các yếu tố khác, chúng tôi tính di động ngụ ý rằngterahertz hoạt động có thể đạt được trong một năm 2000 nm SiNWFET.Để so sánh trực tiếp của các thông số quan trọng, SiNWFET kết quả đã là scaled22 bằng cách sử dụng chiều dài gate SOI FETcủa 50 nm và cổng ôxít dày 1,5 nm. Đáng kể,hiện tại trên nhà nước thu nhỏ (Ion) cho SiNW FET là lớn hơnso với nhà nước-of-the-art Si FETs, và hơn nữa mức trung bìnhsườn subthreshold phương pháp tiếp cận limit16 lý thuyết và cácTrung bình transconductance là ca. 10 lần lớn hơn. Đâycải tiến có thể dẫn đến các lợi ích đáng kể cho highspeedvà các thiết bị high-đạt được. Các thiết bị SiNW FET cũngcó lớn hơn rò rỉ dòng, nhưng vấn đề này có thể được giải quyếtbằng cách thực hiện pn-Điốt tại nguồn và cống liên lạcnhư trong MOSFETs thông thường. So sánh này cho thấy rằngnhững nỗ lực để làm cho FETs SiNW nhỏ hơn và một cách rõ ràng kiểm tra mở rộng quy môdự báo có thể có một tác động quan trọng trong tương lai.Tóm lại, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu giải quyết cácgiới hạn của kiểu p SiNW FETs. Nguồn-cống liên hệ nhiệtlàm cho deo và bề mặt thụ đã được tìm thấy để cải thiệnđáng kể hiệu suất FET với gia tăng trong cáctransconductance trung bình là từ 45 đến 800 nS và trung bìnhdi động từ 30 đến 560 cm2/Vâs, với đỉnh cao giá trị của năm 2000nS và 1350 cm2/Vâs, tương ứng. Ngoài ra, so sánhcủa thu nhỏ SiNW FET vận chuyển các tham số với những ngườiHiển thị MOSFETs hai chiều nhà nước-of-the-nghệ thuật SiNWs có cáctiềm năng để vượt quá đáng kể thông thường thiết bị, vàdo đó có thể là khối xây dựng lý tưởng cho nanoelectronics trong tương lai.Thừa nhận. Chúng tôi cảm ơn H. Park và L. Lauhon chothảo luận hữu ích. C.M.L. thừa nhận phòng thủ tiên tiếnCơ quan nghiên cứu dự án hỗ trợ hào phóng củacông việc này.Tài liệu tham khảo

Kết quả (Việt) 2:

doping concentration.16 Các linh động cao quan sát thấy trong
các thiết bị của chúng tôi có thể phát sinh SiNW từ việc cải thiện cấu trúc
hoàn hảo và hình thái hình trụ, mặc dù có thêm
các nghiên cứu là cần phải giải quyết một cách rõ ràng điểm này. Chúng tôi
cũng lưu ý rằng những giá trị SiNW không giới hạn trên kể từ khi
liên lạc và thụ động hóa bề mặt chưa được tối ưu hóa.
Để có thêm thông tin về nguồn gốc của những
kết quả thụ động, chúng tôi đã tiến hành các thí nghiệm khác.
Đầu tiên, ảnh hưởng của chiều dài chuỗi trên các đặc điểm của SiNW
FETs đã được điều tra. Ngay lập tức sau khi sửa đổi, 18-
chuỗi carbon và 6-carbon đã cho kết quả tương tự như giao thông,
mặc dù tuổi thọ của việc cải thiện quan sát được là> 1
tuần và 1 ngày, tương ứng. Những kết quả này cho thấy
khả năng tiếp cận của bề mặt để thủy phân nước có thể kiểm soát
sự ổn định của các thụ động, và hơn nữa, rằng thụ động
của các trang web bề mặt vùng cực, chẳng hạn như SiO-, là quan trọng đối với các
hành vi vận chuyển cải thiện quan sát. Thứ hai, và để kiểm tra
SiNW ý tưởng này, chúng tôi đã thay đổi bề mặt với tetraethylammonium
giải pháp bromide. Đáng chú ý, tetraethylammonium-
đổi NWS cũng cho thấy sự gia tăng đáng kể
trong transconductance và tính di động (Hình 3E).
Ngoài ra, cũng cần lưu ý rằng FETs SiNW của chúng tôi là
có cấu trúc và hóa học tương tự với silicon-oninsulator
(SOI) cấu trúc được phát triển cho tương lai thế hệ
microelectronics.21 Để khám phá này tương tự trong định lượng
về, chúng tôi đã so sánh những đặc điểm chính của SiNW
FETs với nhà nước-of-the-nghệ thuật phẳng kim loại-oxide-bán dẫn
FET (MOSFETs) chế tạo bằng cách sử dụng SOI21 (Bảng 1). Đầu tiên,
tính di động lỗ, đó là ca. độc lập với kích thước thiết bị,
là một khối lệnh lớn hơn trong các thiết bị Si phẳng
với nồng độ dopant so sánh. Vì tính di động
xác định nhanh phí cách hãng di chuyển trong tiến hành
kênh, nó là một trong những thông số quan trọng ảnh hưởng đến các thiết bị thô
tốc độ. Bỏ qua các yếu tố khác, di động của chúng tôi ngụ ý rằng
hoạt động terahertz có thể đạt được trong một? 2000 nm SiNW
FET.
Để so sánh trực tiếp các thông số quan trọng khác, các SiNW
kết quả FET đã scaled22 sử dụng chiều dài cửa SOI FET
50 nm và cổng oxide độ dày của 1,5 nm. Đáng chú ý,
các thu nhỏ trên trạng thái hiện tại (Ion) cho SiNW FET là lớn hơn
so với nhà nước-of-the-art Si FETs, và hơn nữa các trung bình
độ dốc dưới ngưỡng tiếp cận limit16 lý thuyết và các
transconductance trung bình là ca. Lớn hơn 10 lần. Những
cải tiến có thể mang lại lợi ích đáng kể cho tốc độ cao
thiết bị và độ lợi cao. Các thiết bị SiNW FET cũng
có dòng rò lớn hơn, nhưng vấn đề này có thể được giải quyết
bằng cách thực hiện pn-ốt tại các điểm tiếp xúc nguồn và máng
như trong MOSFETs thông thường. Sự so sánh này cho thấy
những nỗ lực để làm cho nhỏ hơn FETs SiNW và rõ ràng thử nghiệm nhân rộng
dự đoán có thể có một tác động quan trọng trong tương lai.
Trong kết luận, chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu giải quyết những
hạn chế của loại p FETs SiNW. Nguồn cống tiếp xúc nhiệt
ủ và bề mặt thụ động đã được tìm thấy để cải thiện
đáng kể hiệu suất FET với sự gia tăng
transconductance trung bình 45-800 ns và trung bình
di động 30-560 cm2 / VAS, với giá trị cao nhất của năm 2000
ns và 1350 cm2 / VAS , tương ứng. Ngoài ra, so sánh
các thông số vận chuyển quy mô SiNW FET với những người cho
nhà nước-of-the-nghệ thuật MOSFETs phẳng cho thấy SiNWs có
tiềm năng để vượt các thiết bị thông thường đáng kể, và
do đó có thể là các khối xây dựng lý tưởng cho điện tử học nano trong tương lai.
Acknowledgment. Chúng tôi cảm ơn H. Park và L. Lauhon cho
cuộc thảo luận hữu ích. CML thừa nhận Defense Advanced
Research Projects Agency cho hỗ trợ hào phóng của
công việc này.
Tài liệu tham khảo