单电子器件的蒙特卡罗模拟

《单电子器件的蒙特卡罗模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要论文题目：单电子器件的蒙特卡罗模拟学科专业：微电子学与固体电子学研究生：李静指导教师：卢刚副教授签字．雄签字．，社本文以正统理论为基础，采用MonteCarlo方法对单电子盒、单电子晶体管以及几种单电子动态存储器等典型单电子器件进行了数值模拟。对单电子盒与单电子晶体管两种器件的电学特性进行模拟。模拟了单电子盒的库仑台阶效应，证实了库仑台阶效应的显著程度与参数a有关，a越大，库仑台阶效应越不明显，该参数a与电路总电容和温度都成正比。本文分别对单电子晶体管的栅极电压与电流关系和源电压与电流关系进行模拟，当源极电压一定时，随着栅极电压增大，电流会呈现库伦振荡效应。且随着温度的

2、降低，现象越明显，但I．v呈曲线的振荡周期保持不变。栅极电压一定时，如果单电子晶体管具有相同的隧道结，电流和源电压之间出现阈值效应。源极电压小于某一值时，电流为零，之后随着源电压的增大，电流与之线性的成正比增长。若单电子晶体管的两隧道结不同，1．Vb会出现库仑台阶现象。且两隧道结差异越大，现象越，明显。对多隧道结动态存储器、环型动态存储器和对称陷阱性动态存储器的存储时间特性进行数值模拟。发现各种存储器的存储时间要随工作温度、隧道结电容、隧道结数目、隧道结电阻等参数变化。工作温度和隧道结电容对存储时间的影响比较大。温度越低，隧道结电容越小，存储时间越大，且增长速度越快。两者与

3、存储时间之间并非线性关系。隧道结数目和隧道结电阻与存储时间近似呈线性的正比例关系。外加电压的大小会改变库仑岛上的饱和电荷数目，面对存储时间基本没有改变。对比三神不同结构的单电子动态存储器，发现当隧道结电容、电阻和隧道结个数相同且工作温度、外加电压等环境参数也一致时，环型单电子动态存储器的存储时间最长，其次是对称陷阱型单电子动态存储器，多隧道结单电子动态存储器的存储时间最短。这说明单电子存储器的结构对存储时问有很大影响。关键词：蒙特卡罗方法正统理论单电子盒单电子晶体管单电子存储器本研究得到陕西省教育厅计划项目(批准号：043K250)，西安理工大学校特色研究基金(课题编号21

4、0402)和高学历人才基金(课题编号：220410)的资助．AbstractMONTECARLOSIMULATlONOFSlNGLE．ELECTRONDEVICESubject：MicroeIectronicsandSolidElectronicsGraduateStudent：LiJingTutor：AssociateProf．LuGangGraduateDate：signature：Thethesismainlysimulatedthebehavaviorofsin【gle-electronbox，single-electrontransistorandsingle·e

5、lectrondynamicmemorybymeansofMonteCarlomethodbasedonoxthodoxtheory．Thepapersimulatedtheelectroniccharacteristicofsingle··electronboxandsingle··electrontransistor．TheCounlombstepeffectofsingle—electronboxissimulated，andfindtheresultthattheCounlombstepeffectiscorrelationtotheparameter‘a’whic

6、hisdirectedtothetotalcapacitanceandtemperature．Bigeristheparameter,lessobviouslytheCounlombstepphenomena．Forsingle-electrontransistor,thepapersimulatedtherelationcIlⅣcbetweenI-v

7、andI-Vb．ItwasfoundthattheCounlombblockadedependsmuchontemperatureWhenthetemperaturebecomeshJ曲er,theCoulombblocka

8、derangebecomesnarrowerorevendisappers．Ifthetunneljunctioncapacitancebecomeslarger,theamplitudeoftheI-Vcuweofsingle-electrontransistorbecomessmaller,buttheperiodisunchanged．Formulti-tunnel-junctiontype，symmetricaltrappingtypeandtheringtypesingle—electrondynamic