散粒噪声用于纳米电子器件与结构的量子效应表征

论述了纳米电子器件与结构中散粒噪声的产生机理和影响因素,表明散粒噪声与输运过程密切相关,按照噪声功率谱的幅值大小将散粒噪声分为泊松散粒噪声、亚泊松散粒噪声和超泊松散粒噪声四类。将散粒噪声的这些规律应用于纳米电子器件和结构,可表征不同器件与结构中的量子效应。利用散粒噪声已经成功检测到无序导线中的开放通道与量子点混沌腔中的波动性,测量出超导体与分数量子霍尔效应中的准粒子电荷。将散粒噪声用于检测纠缠态对量子计算具有重要的意义,自旋相干输运的检测是自旋电子学的重要研究课题。

纳米器件电流噪声的散射理论统一模型研究

传统散射理论在研究器件噪声特性时,并没有考虑非相干输运和库仑作用对散粒噪声的抑制,而在实际纳米器件中这两种效应不可忽略.本文基于散射区等效接触端模型推导了考虑上述两种效应的电流噪声散射理论统一模型,该模型适用于从相干输运到非相干输运的整个输运区,并同时考虑了泡利不相容原理和库仑作用对散粒噪声的抑制.本文也提出了一种基于统一模型的电流噪声数值模拟方法,该方法所得散射区特性与散射区等效接触端模型特性一致.

纳米尺度MOSFET过剩噪声的定性分析

最近实验表明纳米尺度MOSFET中的过剩噪声主要为散粒噪声,而此前研究认为MOSFET中不存在散粒噪声,短沟道MOSFET中的过剩噪声为热噪声.本文基于器件电流模型分析散粒噪声取代热噪声成为过剩噪声主要成分的转变条件,根据该条件对纳米尺度MOSFET噪声特性的预测与文献报道的实验现象、模拟结果以及介观散粒噪声相关结论相符合.

准弹道输运纳米MOSFET散粒噪声的抑制研究

目前研究准弹道输运纳米MOSFET散粒噪声的抑制时,采取了完全不考虑其抑制,或只强调抑制的存在而并未给出抑制公式的方式进行研究.本文基于Navid模型推导了准弹道输运纳米MOSEET散粒噪声,并得到了其在费米作用、库仑作用和二者共同作用三种情形下的抑制因子.在此基础上,对各抑制因子随源漏电压、栅极电压、温度及源漏掺杂浓度的变化特性进行了研究.两者共同作用的抑制因子随源漏电压和栅极电压变化特性与文献中给出的实验结论相符合,从而对实验上得到两者共同作用下的抑制因子随源漏电压和栅极电压的变化特性给出了理论解释.