発表者
南川 義久(鈴木・草部研)
指導教官
草部 浩一
Title
Recent studies on a single-walled carbon nanotube transistor
Abstract

The carbon nanotube field effect transistor (CNT-FET) is an electronic device made of a nanotube bridging between source and drain electrodes and is expected to be promising for many applications.

The usage of nanotube is shown to have potentiality of high mobilities, high transconductances and long mean free paths for both electronic and spin conductance. As a hopeful application, CNT-FET is utilized to fabricate a mixing circuit, whose operation is expected to be faster than 50 GHz. This record is obtained in a preliminary operation and the performance is expected to be much better if the whole circuit is optimized for CNT-FET and nanotube-electrode contacts are well-characterized for better fabrication.

From the theoretical point of view, a novel calculational technique was developed recently by Otani and Sugino, which is suitable for the FET structure. This technique utilizing the pseudo-potential method allows direct first-principles calculations of gate-biased CNT-FET structure. This approach is expected to open the realistic simulation of CNT-FET working in dynamic (AC) modes as well as static (DC) operation.

概要

Carbon nanotube Transistor(CNT-FET)はsource-drain電極間をナノチューブで架橋したデバイスであり、種々の応用ができると期待されている。

ナノチューブは、高い移動度・高いtransconductance、そして電気伝導、スピン伝導両方に対する長い平均自由行程といった可能性を持つ。

期待される応用例として、50 GHzまで動作可能なミキシング回路の作成に利用するというものがある。この記録は予備的な動作で得られたものであるので、CNT-FET用に回路全体を最適化したり、ナノチューブと電極の接点の特性を良く作ることで、より良い性能を得られると期待される。

一方理論の見地から、FET構造の計算に都合のいい、新しい計算手法が大谷、杉野らによって最近開発された。この手法はpseudo-potential法を利用し、ゲートバイアスのかかったCNT-FET構造を第一原理計算で直接計算することを可能にする。このアプローチにより、動的な(ACバイアスのかかった)モードで動作するCNT-FET現実的なシミュレーションの道が、静的な(DCバイアスのかかった)モードと同様に、開かれると期待される。

Reference