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机电单电子晶体管半经典模型的改进和输运特性的研究

汪阳  
【摘要】: 纳机电系统(NEMS)是电子自由度和机械自由度之间具有强相互作用的纳米尺度的器件,它具有尺寸小、频率高、响应时间短、品质因素高、功耗低和灵敏度高等优点。机电单电子晶体管(EMSET)实现了单电子隧穿和岛区振动间的动态耦合,它既是一种最基本的NEMS器件,又是研究复杂NEMS器件的物理机制的重要单元之一。 本博士学位论文在他人工作的基础上,改进了EMSET的半经典模型,研究了EMSET的输运特性。在岛区受到的静电力的表达式中,除了包括漏源电极的作用外,还考虑了双栅电极和系统初始电容值的影响。在此改进的半经典模型的基础上,首先研究了漏源电极间存在两个可振动岛的情况,提出了双岛EMSET的半经典模型;其次研究了岛区可在双栅间振动的情况,提出了双栅间振动EMSET的半经典模型和两维振动EMSET的半经典模型;最后分析了岛区能级分裂的机电量子点器件的特性。本文使用两种方法模拟EMSET的特性:主方程法和蒙特卡罗法。


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