Titre : | Etude Numérique d’un Transistor à un Electron en Graphène par le Simulateur Atlas Silvaco |
Auteurs : | Mesmoudi, Auteur ; Ouahiba Boudib, Directeur de thèse |
Type de document : | Monographie imprimée |
Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2023 |
Format : | 1vol(63) |
Langues: | Français |
Mots-clés: | Transistor à un électron en graphène, GSET, point quantique, Schrödinger-Poisson, NEGF. |
Résumé : |
Le transistor à un électron en graphène (GSET) est un nouveau dispositif actuel, il est utilisé dans plusieurs domaines comme électronique, informatique, ...etc. Le but de ce travail est de faire une étude numérique des propriétés électroniques de ce transistor en graphène. De plus, on a étudié les paramètres qui ont influencés sur le courant par le simulateur Atlas-Silvaco TCAD (Technical Computer Aided Design( . On a résolu les équations
Schrödinger-Poisson, à l’aide du formalisme des fonctions de Green hors équilibre (NEGF). On a calculé les fonctions d’ondes, distribution de potentiel, diagramme d’énergie sous l’effet de la polarisation la tension de la grille et la tension drain-source. De plus, les caractéristiques du courant de transistor (GSET) en fonction de la tension du drain ou de la grille sous l'effet des paramètres physiques ou géométriques. On a obtenu que le courant augmente avec l'augmentation de la tension du drain, le dopage, la largeur et l’épaisseur de la couche du graphène. |
Sommaire : |
Remerciement……………………………………………………………………………I
Dédicace………………………………………………………………………………….II RésuméIII Table des Matières………………………………………………………………………IV Table des Figures………………………………………………………………………..VII Liste des tableaux……………………………………………………………………….X Liste des symboles………………………………………………………………………XI Introduction Générale………………………………………………………………….1 Chapitre I : Généralité sur le graphène I.1 Introduction………………………………………………………………………….3 I.2. Les formes de carbone……………………………………………………………...3 I.3 Le graphène………………………………………………………………………….4 I.4 Structure du graphène………………………………………………………………5 I.4.1 Structure crystalline…………………………………………………………..5 I.4.2 Structure électronique………………………………………………………...6 I.5. Propriétés de graphène……………………………………………………………..7 I.5.1 Propriétés électroniques………………………………………………………7 I.5.2 Propriétés mécaniques………………………………………………………..8 I.5.3 Propriétés optiques……………………………………………………………8 I.6 Les différentes méthodes pour obtenir le graphène ………………………………9 I.6.1 Exfoliation mécanique………………………………………………………..9 I.6.2 Graphène chimiquement exfolié……………………………………………...9 I.6.3 Graphène fabriqué par méthode CVD………………………………………..10 I.6.4 Graphène épitaxie sur le carbure de silicium ………………………………..12 I.7 Comparaison des méthodes d’obtention …………………………………………..12 I.8 application du graphene…………………………………………………………….13 I.8.1 Transistors…………………………………………………………………...13 I.8.2 Electrodes transparentes…………………………………………………….14 I.8.3 Cellules photovoltaïques……………………………………………………15 I.8.4 Stockage d'Energie………………………………………………………….16 I.8.5 Ultrafiltration………………………………………………………………..16 Chapitre II : Transistors SET en graphène II. 1 Introduction………………………………………………………………………..18 V II.2 Transistor à un électron……………………………………………………………18 II.2.1 Historique……………………………………………………………………18 II.2.2 Définition……………………………………………………………………18 II.3 Principe de fonctionnement de SET………………………………………………19 II.4 Effet de Blocage de Coulomb……………………………………………………...21 II.5 Caractérisations du courant de SET………………………………………………22 II.6 Application du SET courant de SET………………………………………………23 II.7 Avantages et inconvénients des SET ………... ... ………………………………...24 II.8 Etude quantique ………………………………………………………………………….. II.8.1 L’approche « espace des modes »…………………………………………. II.8.2 Calcul des fonctions de Green…………………………………………….. II.9 Calcul du courant de drain………………………………………………………..25 26 26 27 II.10 Transistor à un électron en graphène…………………………………………..28 II.11 Transport électronique dans le graphène……………………………………….29 II.12 Mobilité dans le graphène………………………………………………………..30 II.13 Ouverture d’une bande interdite dans le graphène…………………………….30 II.13.1 Nano rubans de graphène………………………………………………...31 II.13.2 Bicouche de graphène…………………………………………………...32 II.13.3 Fonctionnalisation du graphène………………………………………….33 II.13.4 Graphène sur SiC………………………………………………………..33 II.14 Diagrammes de bandes d’énergie………………………………………………..34 II.15 Avantages et inconvénients des transistors en graphène………………………..36 II.15.1 Avantages……….……………………………………………….................36 II.15.2 Inconvénients ………………………………………………….................37 Chapitre III : Simulateur Atlas Silvaco III. 1 Introduction……………………………………………………………………….39 III.2 Définitions………………………………………………………………………….39 III.3 Travailler avec Atlas……………………………………………………………….40 III.4 Spécification de la structure………………………………………………………41 III.4.1. Maille (Mesh)…………………………………………………………...41 VI III.4.2 Région……………………………………………………………………42 III.4.3 Electrodes………………………………………………………………..43 III.4.4 Dopage43 III.5 Les matériaux et modèles utilisés………………………………………………..44 III.5.1 Contact………………………………………………………………….44 III.5.2 Matériel………………………………………………………………….44 III.5.3 Modèles physiques……………………………………………………….45 III.5.4 Interface………………………………………………………………….45 III.6 Spécification de la solution………………………………………………………..45 Chapitre IV : Résultats et discussion IV.1 Introduction………………………………………………………………………...48 IV.2 Modèles physiques utilizes………………………………………………………...49 IV.2.1 Approche de la Fonction de Green Non Equilibre (NEGF)……………….49 IV.3 Etude électrostatique de la structure a une grille………………………………..51 IV.3.1 Distributions du potential………………………………………………….51 IV.3.2 Effet de la tension de grille Vg……………………………………………53 IV.4 Etude électrostatique de la structure a plusieurs grilles………………………...58 Conclusion générale…………………………………………………………………….61 Bibliographie…………………………………………………………………………….63 |
Disponibilité (1)
Cote | Support | Localisation | Statut |
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MPHY/626 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |