Studien-Ergebnis-Hilfe Entwickeln SWCNT-Basiertes Nanoelectronics für Gebrauch in den Nachteiligen Strahlungs-Umgebungen

Published on September 20, 2012 at 7:27 AM

Durch G.P. Thomas

Ingenieure vom US-MarineForschungslabor (NRL) haben die Empfindlichkeit von einzelnen ummauerten Kohlenstoff nanotube Transistoren (SWCNTs) in der nachteiligen Platzumgebung demonstriert.

Eine lokal geätzte zurück-mit einem Gatter versehene Bereicheffekttransistor (FET)zelle mit einer abgegebenen dielektrischen Schicht. Starke dielektrische Schichten sind gegen strahlungsinduzierte Ladungsansammlung in hohem Grade anfällig, die bekannt, um Schwellwertspannungsschichten und erhöhte Leckage in den Metallhalbleiterbauelementen zu verursachen (MOS). Um diese Effekte abzuschwächen, wird die dielektrische Schicht lokal in der aktiven Region des zurück-mit einem Gatter versehenen FET geätzt. Ein dielektrisches Material des Tors wird dann (dargestellt im Rot) über der gesamten Substratfläche abgegeben. (Bild: US MarineForschungslabor)

Die Forscher erforschen die Auswirkung der ionisierenden Strahlung auf die kristallenen Zellen, um SWCNT-basiertes nanoelectronics zu entwickeln, das unter nachteiligen Strahlungsumgebungen arbeiten kann. Es gibt zwei Formulare von Strahlenwirkungen, nämlich vorübergehende Effekte und kumulative Effekte. Vorübergehende Effekte sind die einzelnen Effektausgleichströme, die durch die Generation eines Stromschrittes in einer Einheit verursacht werden, wenn ein ionisierender Partikel im Platz direkt die Einheit schlägt. Die Ausbreitung dieses Impulses in der Schaltung ergibt Datenkorruption, die zu jemand nachteilig ist, das auf dieses Signal baut, zum Beispiel ein Benutzer von GPS für Navigation.

Nach Ansicht der NRL-Wissenschaftler wird solche Auswirkung praktisch für SWCNT-basiertes nanoelectronics, dank ihre niedrige Dichte, kleineren Abdruck und inhärente Isolierung von anliegendem SWCNTs in einer Einheit vermieden.

Die kumulativen Effekte in der herkömmlichen Elektronik werden durch zurückgehaltene Ladungen in den Oxiden der Einheiten, wie des Toroxids und der Oxide verursacht, die für die Isolierung von benachbarten Einheiten verwendet werden. Das letztere ist die Hauptquelle der strahlungsinduzierten Leistungsalterung in hoch entwickelten CMOS-Einheiten. Die Auswirkung wird offensichtliche, wenn es eine Änderung in der Spannung gibt, die benötigt wird, um AN/AUS den Transistor zu drehen, erste verursachende Leistungsleckage und zu gesamtes Schaltungsversagen dann schließlich führen.

Das NRL führt vor kurzem gezeigte SWCNT-Transistoren aus, die solchen strahlungsinduzierten Leistungsabbau überleben, indem sie eine SWCNT-Zelle konstruieren, die ein dünnes Toroxid enthält, das von dünnem Silikon Oxynitride gemacht wird. Diese Kombination der natürlich getrennten eindimensionalen SWCNT-Zelle und des verhärteten dielektrischen Materials stellt die SWCNT-basierten Transistoren tolerant zu den vorübergehenden und kumulativen Effekten, Wegbereitung, um her zukünftige Platzelektronik mit Fehlerkorrekturschaltkreis und Minimumredundanz so zu entwickeln, beim Beibehalten des gleichen Niveaus von Treue.

Diese Kürzung in oben allein erhöht beträchtlich Leistung und Leistung über aktuellen Platz-elektronischen Anlagen verringern, obwohl, das die SWCNT-basierten Transistoren mit der gleichen Drehzahl von vorhandenen Technologien bearbeiten. Es ist möglich, mehr Nutzen in der Zukunft zu erhalten, wenn Einheiten, die die Leistung von Silikon-basierten Transistoren übertreffen, entwickelt werden.

Quelle: http://www.nrl.navy.mil

Last Update: 12. December 2013 23:12

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