Neue Bauelemente in der Nanoelektronik
"Single Electron Tunneling"-Transistoren werden bei Raumtemperaturen
analysiert
Die minimalen Strukturgrößen
bei hochintegrierten Schaltkreisen werden in den nächsten Jahren weiter
reduziert, um eine größere Bauelementeanzahl pro Fläche, größere Taktfrequenzen
und einen geringeren Leistungsverbrauch zu erreichen.
Andere physikalische Effekte (z.B. "Single Electron Tunneling" - SET ),
die bisher nur theoretisch betrachtet wurden, können bei Strukturgrößen
unterhalb 50 Nanometer für neuartige Bauelemente eingesetzt werden. Ein
SET-Transistor basiert auf dem so genannten Coulomb-Blockade-Effekt. Sein
Aufbau ähnelt dem eines konventionellen MOSFET. Damit ein Elektron vom
Source-Gebiet durch die Isolatorschicht auf die Metallinsel und zum Drain-Gebiet
tunneln kann, muss das Elektron jeweils einen diskreten Energie betrag
entsprechend der Gleichung E=e2/2C (genannt Coulomb-Blockade) überwinden.
Dieser Drainstrom kann über den Gate-Anschluss gesteuert werden. Um das
Bauelement auch bei Raumtemperatur betreiben zu können, dürfen die Metallinsel
sowie die Isolatorgebiete nicht größer als zwei Nanometer sein.
An der Professur Opto- und Festkörperelektronik werden auf der Basis von
Wolfram-Nanokontaktstrukturen und Metall-Nanoclustern SET-Bauelemente
hergestellt und deren Eigenschaften bei Raumtemperatur charakterisiert.
Der Herstellungsprozess der SET-Strukturen ist hinsichtlich der Reduzierung
eines minimalen Kontaktabstandes optimiert, um möglichst wenige und kurze
Tunnelketten zu erhalten. Die gemessenen Kennlinien zeigen einen für SET-Transistoren
typischen Kurververlauf bei Raumtemperatur.
Prof. Dr. Christian Radehaus & Dr. Thomas Raschke
Professur Opto- und Festkörperelektronik
|
| Inhalt | 