در این مقاله‏ ترانزیستور تونل­زنی عمودی مبتنی بر ژرمانیوم بررسی شده­است. ویژگی­های الکتریکی ترانزیستور در دو حالت استفاده از ژرمانیوم و همچنین استفاده از گالیوم-آرسناید به عنوان کانال مقایسه شده و شبیه سازی آن توسط نرم افزار سیلواکو و با  استفاده از مدل تونل­زنی غیر محلی انجام شده­است. نتایج نشان می دهد که جریان روشنایی بیشتر، جریان خاموشی کمتر و جریان دوقطبی درین کمتر در ولتاژ گیت منفی از مزایای استفاده از گالیوم-آرسناید به جای ژرمانیوم  به عنوان کانال است. در ادامه، پارامترهای کانال تغییر داده شده اند و اثر تغییر آن ها بر روی رفتار ترانزیستور مطالعه شده­است. افزایش طول کانال باعث کاهش جریان خاموشی و افزایش نسبت جریان روشنایی به خاموشی شده و همچنین باعث کاهش شیب زیرآستانه می­شود. از طرف دیگر، افزایش عرض کانال، باعث کاهش نسبت جریان روشنایی به خاموشی و افزایش شیب زیرآستانه می­شود. نسبت جریان روشنایی به خاموشی با افزایش طول کانال و کاهش عرض کانال افزایش می­یابد و این نسبت می­تواند تا 15+10×5/1 افزایش پیدا کند.

در این مقاله مشخصه های دمایی زیرپایه های سیلیکون روی عایق (SOI) و سیلیکون روی الماس (SOD) با طول کانال 45nm، با استفاده از شبیه سازی هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که الماس دارای هدایت گرمایی بسیار بالایی در مقایسه با اکسید سیلیکون بوده، لذا با انتقال سریع گرما در زیرپایه های سیلیکون روی الماس، دمای شبکه نسبت به زیرپایه های سیلیکون روی عایق بسیار افت کرده، به طوری که امکان استفاده از این زیرپایه ها را در شرایط دمایی یکسان و توان بالاتر فراهم می کند. از طرفی در مدارات مجتمع بر پایه تکنولوژی سیلیکون روی الماس، هدایت یکنواخت و سریع گرما توسط لایه الماس موجب همدما شدن ترانزیستورهای کناری با دمای ترانزیستور فعال می گردد. در این مقاله برای اولین بار اثر عایق مدفون الماس در انتقال گرمای تولید شده به ترانزیستورهای کناری مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی بیانگر افزایش جریان خاموشی (Ioff) ترانزیستورهای کناری تا میزان 8 برابر می باشد. این وابستگی دمایی، باعث افزایش جریان خاموشی ترانزیستورهای کناری و ایجاد مساله عدم انطباق در مدارات مجتمع می گردد.

1 در سال های اخیر، دستگاه های میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال، ناتوانی در کنترل دقیق و هم زمان سیالات مختلف، یکی از چالش‎ های اصلی تراشه های میکروفلویدیک کاغذی به شمار می رود. در اینجا، با الهام از مدارهای الکتریکی، قطعه ای به نام ترانزیستور برای استفاده در تراشه های میکروفلویدیک کاغذی طراحی و ساخته شده است. این قطعه، با دریافت فرمان الکتریکی، حرکت سیال را در یک کانال میکروفلویدیک کاغذی کنترل می کند. مزیت اصلی این ترانزیستور، عملکرد دوحالته آن (توانایی باز و بسته کردن کانال) با وجود ساختار ساده اش است. عملکرد این قطعه مبتنی بر حرکت کنترل شده موم در سطح مقطع کاغذ است که با حرارت تولیدشده توسط جریان الکتریکی اعمالی به پایه تحریک ترانزیستور انجام می شود. به منظور مشخصه یابی این ترانزیستور، کمیت های مؤثر در عملکرد آن بررسی شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که در کانالی به طول تقریبی 25 میلی متر، با عرض های 2 و 3 میلی متر و طول بخش آب گریز 2 و 3 میلی متر، می توان با اعمال جریان الکتریکی حدود 1300 میلی آمپر به پایه تحریک ترانزیستور، در زمانی کمتر از 35 ثانیه، سیالی با حجم 30 تا 40 میکرولیتر را کنترل نمود. علاوه بر این، به عنوان نمونه ای کاربردی از این ترانزیستور، مدار حسگری برای تشخیص محیط های بازی و اسیدی طراحی و ساخته شد. ترانزیستور معرفی شده با افزایش قابلیت کنترل سیالات در تراشه های میکروفلویدیک، نقشی کلیدی در توسعه این فناوری ایفا می کند. تراشه های میکروفلویدیک مبتنی بر کاغذ مجهز به این ترانزیستور می توانند کاربردهای گسترده ای در حوزه های تشخیص پزشکی، آزمایش های چندمرحله ای پیچیده، و حسگرهای زیستی و شیمیایی داشته باشند.

در این مقاله، یک ساختار جدید از ترانزیستور اثر میدان فلز-نیمه هادی کربید سیلیسیم ارایه می شود. در ساختار پیشنهادی قسمت بالای کانال در زیر گیت از نیم رسانا با چگالی ناخالصی خیلی کم و در کف کانال از نیم رسانا با چگالی ناخالصی بالا استفاده شده است. مهمترین مشخصه های الکتریکی ترانزیستور پیشنهادی از قبیل ولتاژ شکست، جریان درین، ولتاژ آستانه، میدان الکتریکی و خازن گیت شبیه سازی و با این مشخصه ها در ترانزیستور مرسوم مقایسه شده است. با توجه به نتایج شبیه سازی، ساختار پیشنهادی باعث کم شدن بیشینه ی میدان الکتریکی در کانال و در نتیجه افزایش ولتاژ شکست از 127 ولت به 136. 5 ولت نسبت به ساختار مرسوم می شود. همچنین، ساختار جدید باعث افزایش 30 درصدی جریان اشباع درین نسبت به ساختار اولیه می شود. چگالی ناخالصی بالا در کف کانال باعث شیفت منفی در ولتاژ آستانه در ترانزیستور ارایه شده می شود. با توجه به نتایج به دست آمده و افزایش جریان درین و ولتاژ شکست، ترانزیستور پیشنهادی می تواند در کاربردهای با توان بالاتر مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله، ابتدا برای درک مفهوم تزویج به تبیین چگالی حالات مولکول های تزویج شده به الکترودهای فلزی خواهیم پرداخت و برمبنای این مفهوم، تزویج ضعیف و قوی را برای مولکول های متصل شده به الکترودهای فلزی شرح می دهیم. در ادامه از توصیف مدل خازنی برای کشف ارتباط انرژی افزودن[i] یا آستانه (انرژی لازم برای اضافه کردن الکترونی به مولکول) به الکترون خواهی[ii] و انرژی یونش[iii] مولکول در محیط ترانزیستور تک الکترونی، SET[iv]، استفاده خواهیم کرد و نشان می دهیم برای محاسبه جریان ترانزیستور تک الکترونی با جزیره مولکولی باید از رژیم انسداد کولنی کوانتومی بهره بگیریم. رابطه نرخ تونل زنی در رژیم انسداد کولنی کوانتومی را با جایگزین کردن یک تابع لورنسی (به عنوان عبارت احتمال عبور تونلی) در رابطه نرخ تونل زنی در نظریه ارتدکس، استنتاج خواهیم کرد. درنهایت، برمبنای رابطه نرخ تونل زنی بدست آمده برای رژیم انسداد کولنی کوانتومی و به کمک نرم افزارSIMON به محاسبه منحنی جریان (نوسانات کولنی) SETها با جزیره مولکولی خواهیم پرداخت. مولکول های مورد مطالعه، بنزن و کربن 60 هستند.