Modelagem compacta de transistores MOS baseados em efeitos quânticos

Resumo

Este projeto de pesquisa constitui-se no plano de trabalho para o programa de doutoramento de Adélcio Marques de Souza. O presente plano propõe o desenvolvimento de modelos compactos para novas gerações de transistores em estrututuras MOS, nos quais a inclusão de efeitos quânticos torna-se imprescindível. O presente plano se divide em duas partes: a) na primeira parte, o projeto aborda transistores MOSFET de nanofio, sem junção (Junctionless Nanowires - JL-NWs). O objetivo é estender o modelo que desenvolvemos para nanofios de Geometria cilíndrica, em silício, conforme descrito em publicação recente na IEEE Transactions on Nanotechnology. Na tese de doutorado, pretende-se generalizar o modelo para outros regimes de polarização, sistemas de materiais (em particular, compostos III-V) e geometrias (especialmente considerando a seção reta retangular). Muito importante também é a incorporação de não idealidades, tais como efeitos de canal curto (SCE), armadilhas de interface (interface traps), etc., b) na segunda parte, pretende-se empregar a experiência adquirida no desenvolvimento de modelos compactos para transistores baseados semicondutores bi-dimensionais, isto é, semicondutores cuja espessura é da escala atômica. Materiais bi-dimensionais estão bastante em voga atualmente e o exemplo mais proeminente é o grafeno, que não possui banda proibida. Por isso, para aplicações em eletrônica, são ativamente investigados materiais semelhantes, mas com base em silício, germânio ou fósforo. Outra possibilidade são os chamados TMDs (Transition Metal Dichalcogenides), dos quais o mais estudado é o dissulfeto de molibdênio, MoS2. Nesta etapa, pretendemos empregar também a longa experiência do orientador com a modelagem de transistores HEMT, também conhecidos como MODFETs, cujo canal de condução é também um sistema eletrônico bi-dimensional, e com o estudo da transição elétrica em sistemas eletrônicos 2D-3D. (AU)