研究結果幫助開發基於 SWCNT 的 Nanoelectronics 用於相反輻射環境

Published on September 20, 2012 at 7:27 AM

G.P. 托馬斯

從美國海軍研究實驗室的工程師 (NRL)在相反空間環境裡展示了唯一被圍住的碳 nanotube (SWCNTs) 晶體管的生存能力。

與一塊存款電介質層的一個局部 (FET)被銘刻的後面裝門的場效應晶體管結構。 厚實的電介質層是高度易受幅射線導致的充電積累,在金屬氧化物半導體設備知道導致閾值電壓班次和增加的 (MOS)損失。 要緩和這些作用,電介質層局部在後面裝門的 FET 的有效的區域被銘刻。 門電介質材料然後存款 (表示在紅色) 在整個基體。 (圖像: 美國海軍研究實驗室)

研究員測試對水晶結構的致電離輻射的影響開發可能運作在相反輻射環境下的基於 SWCNT 的 nanoelectronics。 有輻射效應,即臨時作用和漸增作用的二份表單。 當在空間的一個電離的微粒直接地擊中設備時,臨時作用是電瘤衝的生成造成的唯一作用臨時在設備。 此脈衝的傳送在電路的導致數據毀壞,是不利的對取決於該信號的某人,例如, GPS 的用戶定位的。

根據 NRL 科學家,這樣影響為基於 SWCNT 的 nanoelectronics、由於他們的低密度,更小的腳印和內在的隔離實際上避免從相鄰 SWCNTs 在設備。

在常規電子的漸增作用是由被扣留的充電造成的在設備的氧化物,例如用於相鄰的設備的隔離和氧化物的門氧化物。 後者是幅射線導致的性能惡化的專業來源在先進的 CMOS 設備的。 影響成為明顯的,當有在要求的電壓上的一個變化啟用開/關晶體管時,第一導致的功率損失最終然後導致整個電路故障。

NRL 設計通過設計 SWCNT 結構生存這樣幅射線導致的性能退化包括一種稀薄的門氧化物由稀薄的硅氮氧化合物製成最近的顯示的 SWCNT 晶體管。 自然查出的一維 SWCNT 結構和被硬化的電介質材料的此組合使基於 SWCNT 的晶體管寬容對臨時和漸增作用,因而鋪平道路開發與錯誤校正的電路和最小數量冗餘的將來的空間電子,當保留保真度時的同樣水平。

在頭頂上單獨的此減少將極大提高性能,并且減少在當前空間電子系統的功率雖然基於 SWCNT 的晶體管運轉以現有的技術的同一張速度。 在將來獲得更多福利是可能的,如果超過基於硅的晶體管性能的設備被發展。

來源: http://www.nrl.navy.mil

Last Update: 12. December 2013 23:08

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