Influence of Edge Defects, Vacancies, and Potential Fluctuations on Transport Properties of Extremely Scaled Graphene Nanoribbons

چکیده :

شبیه سازی انتقال کوانتومی مربوط به یک اتم بزرگ، برای بررسی تاثیر اختلال درانتقال خواص در نانوروبانهای بسیار کوچک با طول 10 نانومتر و عرض 1-4nm در این مقاله بررسی خواهد شد. در این مقاله وابستگی بر فاصله انتقال و رسانایی در نسبت به چگالی نقص لبه ای چگالی جای خالی و دامنه نوسان بالقوه است. برای کوچکترین شبکه ها با تراکم نقص شبکه واقعی افزایش فاصله انتقال تا 300 درصد امکان دارد. همچنین تنوع نسبتا بالایی از فاصله انتقال گزارش شده است.  در مقابل در می یابیم که نوسانات بالقوه تاثیر ناچیزی بر فاصله انتقال داشته و باعث افزایش نسبتا کم مقدار ON , OFF می شود.

كلید واژه: نقص در صفحه  و لبه،  نانوروبانهای گرافن (GNRS) تابع شبیه سازی غیر تعادلی (NEGF)،پتانسیل نوسانات ، فاصله انتقال و پست های خالی.

1-   مقدمه

معماری ساختارهای جدید و مواد جایگزین به منظور حل مسائل مربوط به ترانزیستورها است، که در آنها از فناوری اکسید فلز نیمه هادی (CMOS) استفاده شده است. در میان بسیاری از کانی ها دستگاههای نانو الکترونیک مبتنی بر گرافن، علاقه پژوهشگران را فوق العاده به خود جلب کرده که ناشی از انتقال بالا و سازگاری با تکنولوژی های مرسوم است. مشکل اینجاست که در سطوح بزرگتر ، گرافن باعث افزایش OFF شده و در  صورت استفاده از نانو روبان های گرافن (GNRS) یک باند شکافی جدیدی به دلیل حبس کوانتومی بدست می آید. با توجه به وابستگی به باند گپ در عرض نانوروبانها عرض قابل قبولی توسط شکاف باند برای (CMOS)های خاص تعریف می شود. با توجه به این در ترانزیستور ها اثر میدانی بر اساس ساختارهای سیلکونی می تواند در فن آوری نانو جایگزین شده که طول کانالی در حدود 10 نانومتر بوجود می آورد.  بنابراین این تحقیقات برای طول بیشتر از 10 نانومتر و عرض بیشتر از 5 نانومتر برای نانو روبانهای گرافنی ضروری بوده و وجود شکاف باند قابل قبول است.

به منظور دسترسی به ارزیابی عملکرد GNR و کاربرد آنها CMOS باید بررسی شود. این مطالعه به  بررسی اثر اختلاف مختلف در روند ساخت بوجود آمده و ناخالصی های موجود پرداخته است. تاثیر اختلال در گرافن به تازگی بررسی شده است. با این حال گزارش ها اثر اختلال در GNRS را عمدتا مربوط به نفوذ نقص لبه ای دانسته، که در GNRS های بزرگ دیده می شود. و یا در مواردی خاص از نقص شبکه وجود دارد.  بنابراین یک تحقیق کامل از نفوذ همه منابع مرتبط با اختلالات درخواص انتقال GNRS ها ضروری است. در این مقاله در حال حاضر ما به طور متوسط از لحاظ آماری خواص انتقال بدست آمده از شبیه سازی انتقال کوانتومی اتم در گروه زیادی از GNR ها  که بطور تصادفی تولید شده اند،  را بررسی می نماییم. روش های آماری با توجه به تنوع بالای خواص GNR که ناشی از اختلال است الزامی می باشد. گزارش رفتار فاصله انتقال در حین آن و ON,OFF در 300 درصد کلوین برای بررسی اختلال نقص های مختلف در عیب لبه ای و جای خالی و نوسانات بالقوه است.

چکیده :

دو نمونه جدید با قدرت کم  وعملکرد بالا در این مقاله برای سلولها ارائه شده است این سلولها با قدرت کم بر اساس XOR یا  XNOR می باشد. اکثریت آنها با یک روش کارامد اجرا شده و با استفاده از خازن های ورودی و معکوس کننده CMOS همراه می باشد. این نوع مزایای همچون مصرف کم و درجه بالای از نظم و سادگی بهمراه دارد. ۸ نوع از این یک بیتی ها به طور کامل نشان داده شده و توسط HSPICE شبیه سازی شده که در مقدار ۱۸/۰ میکرو متر در فناوری COMS در ولتاژهای ۲/۴۲  ولت و ۸/۰ ولت می باشد. اگر چه مصرف با توان کم جزء اهداف طرح ما می باشد شبیه سازی نشان می دهد که بهبود مناسبی از لحاظ توان مصرف وهمچنین PDP بوجود آمده

کلمات کلیدی : سلول های کامل – گیت های حداقلی – توان پایین – کارایی بالا – توان تاخیر درر خروجی

عملیات ریاضی به طور گسترده ای در بسیاری از سیستم های میکرو الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه  بر این عملیات ریاضی اساس معادلات دیگری نیز می باشد. بنابراین سلولهای یک بیتی مهم ترین و اساسی ترین واحد محاسبه یک سیستم است بدیهی  است بهبود عملکرد ان بطور مستقیم باعث عملکرد کل سیستم خواهد شد. استفاده گسترده از این عملیات در توابع توسط بسیاری از محققین مشتاق انجام شده و چندیت نوع سبک مختلف برای اجرای سلولهای یک بیتی در سالهای اخیر پیشنهاد نمودند پارامتر های مهم عملکردی در سیستم های VLSI مصرف  برق – سرعت –و قابلیت اطمینان است طراحی سیستم های VLSI با قدرت کم مهمترین عملکرد بدلیل  رشد سریع فناوری در محاسبات  تلفن همراه و ارتباطات است تبلیغات در تکنولوژی باطری به تبلیغات کل دستگاه الکترونیکی مربوط است بنابراین طراحان با محدودیت هایی مانند سرعت بالا توان بالا، همراه با مصرف توان کم مواجه هستند. بعنوان  یک نتیجه می توان گفت طراحی با توان کم و کارایی بالا در این سلولها مهم است. هدف برای افزایش عمر باطری های قابل حمل در دستگاهها است که برای کاهش انرژی مصرف در هر عملیات ریاضی بوده و لزوماً انرژی پایین تری را نیاز داشته وعملکرد بالایی را طلب می کند برای انجام عملیات  ریاضی یک دستگاه می توان با قدرت بسیار کم توسط عملکرد فرکانس پایین استفاده نمود اما ممکن است برای پایان دادن به عملیات  زمان بسیار طولانی را صرف کنیم بنابراین ما میزان اتلاف انرژی را اندازه گیری کرده وعملکرد سیستم را با محاسبه میزان تاخیر ارزیابی می کنیم (PDP ) که متوسط مصرف برق و بیشترین تاخیر در محصول به دست می آید مطالعات نشان می دهد که نشان های کامل می توانند قابل اعتماد تر از دیگر پیاده سازی ها در سلولها باشند.