bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИРbsuir-1132Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSМОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СТРУКТУРЕ НА ОСНОВЕ ГРАФЕНАSimulation of the processes of the electrons transfer in the semiconductor structure based on grapheneМуравьевВ. В.Murav'evV. V.

д.т.н., профессор

D.Sci,  professor

МищенкоВ. Н.MishchenkaV. N.

Мищенко Валерий Николаевич - к.т.н., доцент 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6

тел. +375-17-293-80-7

Mishchenka Valery Nickolaevich - PhD., associate professor 

220013, Republic of Belarus, Minsk, P. Brovka st., 6

tel. +375-17-293-80-70

mishchenko@bsuir.byБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian state university of informatics and radioelectronics201806062019085562Copyright © Муравьев В.В., Мищенко В.Н., 20192019Муравьев В.В., Мищенко В.Н.Murav'ev V.V., Mishchenka V.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/1132

Представлены результаты моделирования с использованием метода Монте-Карло процессов переноса электронов в трехмерной полупроводниковой структуре, содержащей одиночный слой графена. Использование графена, который обладает высокой подвижностью носителей заряда, высокой теплопроводностью и рядом других положительных свойств, является перспективным для создания новых полупроводниковых приборов с хорошими выходными характеристиками. В результате моделирования получены зависимости скорости, средней энергии, подвижности, коэффициента диффузии от длины структуры и напряженности электического поля в полупроводниковой структуре, содержащей слой графена и области из материала карбида кремния типа 4Н-SiC.

The results of modeling of electron transfer processes in a three-dimensional semiconductor structure containing a single layer of graphene using the Monte-Carlo method are presented. The use of graphene, which has a high mobility of charge carriers, high thermal conductivity and a number of other positive properties, is promising for the creation of new semiconductor devices with good output characteristics . As a result of modeling, the dependences of the velocity, average energy, mobility, diffusion coefficient on the structure length and electric field intensity in a semiconductor structure containing a graphene layer and a region of a 4H-SiC silicon carbide material are obtained.

графенкарбид кремнияпроцессы переноса электроновметод Монте-Карлоgraphenesilicon carbideelectron transfer processesMonte Carlo methodReferencesTop-Gated Epitaxial FETs on SiC-Face SiC Wafers with a Peak Transconductance of 600 mS/mm / J.S. Moon [et al.] // IEEE Electron Device Letters. 2010. Vol. 31. P. 260–262.Top-Gated Epitaxial FETs on SiC-Face SiC Wafers with a Peak Transconductance of 600 mS/mm / J.S. Moon [et al.] // IEEE Electron Device Letters. 2010. Vol. 31. P. 260–262.Lateral Graphene Heterostructure Field-Effect Transistor / J.S. Moon [et al.] // IEEE Electron Device Letters. 2013. Vol. 34, iss. 9. P. 1190–1192.Lateral Graphene Heterostructure Field-Effect Transistor / J.S. Moon [et al.] // IEEE Electron Device Letters. 2013. Vol. 34, iss. 9. P. 1190–1192.Туннельные полевые транзисторы на основе графена / Д.А. Свинцов [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47, вып. 2. С. 244–250.Tunnel'nye polevye tranzistory na osnove grafena / D.A. Svincov [i dr.] // Fizika i tehnika poluprovodnikov. 2013. T. 47, vyp. 2. S. 244–250. (in Russ.)Мищенко В.Н. Моделирование средней дрейфовой скорости электронов в одномерной структуре из арсенида галлия // Докл. БГУИР. 2015. № 8 (94). C. 99–102.Mishhenko V.N. Modelirovanie srednej drejfovoj skorosti jelektronov v odnomernoj strukture iz arsenide gallija // Dokl. BGUIR. 2015. № 8 (94). C. 99–102. (in Russ.)First-principles analysis of electron-phonon interaction in grapheme / K.M. Borysenko [et al.] // Physical Review. 2010. Vol. B 81. P. 121412(R).First-principles analysis of electron-phonon interaction in grapheme / K.M. Borysenko [et al.] // Physical Review. 2010. Vol. B 81. P. 121412(R).A temperature dependent measurement of the carrier velocity vs. electric field characteristic for as-grown and H-intercalated epitaxial graphene on SiC / M. Winters [et al.] // Appl. Phys. 2013. Vol. 113. P. 193708.A temperature dependent measurement of the carrier velocity vs. electric field characteristic for as-grown and H-intercalated epitaxial graphene on SiC / M. Winters [et al.] // Appl. Phys. 2013. Vol. 113. P. 193708.Chauhan Jyotsna, Guo Jing. High-field transport and velocity saturation in grapheme // Appl. Phys. Letters. 2009. Vol. 95. P. 023120.Chauhan Jyotsna, Guo Jing. High-field transport and velocity saturation in grapheme // Appl. Phys. Letters. 2009. Vol. 95. P. 023120.Vasileska D., Goodnick S.M. Computational Electronics. Morgan and Claypool, 2006. 2016 p.Vasileska D., Goodnick S.M. Computational Electronics. Morgan and Claypool, 2006. 2016 p.Fawcett W., Boardman D.A., Swain S. Monte Carlo determination of electron transport properties in gallium arsenide // J. of Physical Chemistry Solids. 1970. Vol. 31. P. 1963–1990.Fawcett W., Boardman D.A., Swain S. Monte Carlo determination of electron transport properties in gallium arsenide // J. of Physical Chemistry Solids. 1970. Vol. 31. P. 1963–1990.Persson C., Lindefelt U. Dependence of energy gaps and effective masses on atomic positions in hexagonal SiC // Appl. Phys. 1997. Vol. 86, № 11. P. 5036–5039.Persson C., Lindefelt U. Dependence of energy gaps and effective masses on atomic positions in hexagonal SiC. J. Appl. Phys. 1997. Vol. 86, № 11. P. 5036–5039.Hockney R., Eastwood J. Numerical simulation using particles. M., 1987. 640 p.Hockney R., Eastwood J. Numerical simulation using particles. M., 1987. 640 p.Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. М.: Мир, 1991. 632 с.Shur M. Sovremennye pribory na osnove arsenida gallija. M.: Mir, 1991. 632 s. (in Russ.)Мищенко В.Н. Трехмерное моделирование выходных характеристик GaAs транзисторов с субмикронной длиной затвора // Докл. БГУИР. 2016. № 6 (100). C. 113–116.Mishhenko V.N. Trehmernoe modelirovanie vyhodnyh harakteristik GaAs tranzistorov s submikronnoj dlinoj zatvora // Dokl. BGUIR. 2016. № 6 (100). C. 113–116. (in Russ.)High-field transport in two-dimensional grapheme / Fang Tian [et al.] // Physical Review. 2011. Vol. B 84. P. 125450.High-field transport in two-dimensional grapheme / Fang Tian [et al.] // Physical Review. 2011. Vol. B 84. P. 125450.Муравьев В.В., Мищенко В.Н. Моделирование процессов переноса электронов в полупроводниковой структуре из карбида кремния // Докл. БГУИР. 2017. № 2 (104). C. 53–57.Murav'ev V.V., Mishhenko V.N. Modelirovanie processov perenosa jelektronov v poluprovodnikovoj strukture iz karbida kremnija // Dokl. BGUIR. 2017. № 2 (104). C. 53–57. (in Russ.)Муравьев В.В., Мищенко В.Н. Определение интенсивностей рассеивания электронов в одиночном слое графена // Докл. БГУИР. 2017. № 6 (108). C. 42–47.Murav'ev V.V., Mishhenko V.N. Opredelenie intensivnostej rasseivanija jelektronov v odinochnom sloe grafena // Dokl. BGUIR. 2017. № 6 (108). C. 42–47. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.