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[2019年IEEE国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 意大利乌迪内（2019.9.4-2019.9.6）] 2019年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - ATOMOS：一种针对超尺度二硫化铪和黑磷MOSFET中耗散性DFT输运的原子级建模求解器

DOI：10.1109/sispad.2019.8870436 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 我们开发并采用了一种基于先进密度泛函理论-非平衡格林函数（DFT-NEGF）的原子尺度建模求解器（ATOMOS），用于评估栅极长度低至5纳米的各种单层过渡金属二硫化物与黑磷（BP）MOSFET的物理特性及基础性能潜力，包括电子-声子散射效应。本研究表明二硫化铪（HfS2）具有良好的可扩展性与驱动电流潜力，并揭示了光学声子散射对黑磷的影响。
作者： Aryan Afzalian，Geoffrey Pourtois
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了评估各种按比例缩小的单层过渡金属二硫化物和黑磷（BP）MOSFET在栅极长度低至5纳米时的物理特性和基本性能潜力，包括电子-声子散射效应。

研究成果

研究表明，HfS2 MOSFET器件在栅极长度缩至5纳米时仍展现出良好的可扩展性，并具备可观的高导通电流水平；而BP MOSFET器件则因强光学声子耦合效应导致性能严重退化。该发现表明HfS2在超尺度CMOS应用中具有潜力，但同时强调需要开发能抑制BP材料中光学声子散射负面影响的衬底材料。

研究不足

该研究受限于计算复杂度以及对高性能计算资源的需求。此外，电子-声子散射对器件性能的影响可能因材料和器件几何结构而异。

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