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Quantum Dot Made in Metal Oxide Silicon-Nanowire Field Effect Transistor Working at Room Temperature

Authors :
Romain Lavieville
Xavier Jehl
Sylvain Barraud
Andrea Corna
Jing Li
Antoine Abisset
François Triozon
Yann-Michel Niquet
Marc Sanquer
Ivan Duchemin
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI)
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Département Composants Silicium (DCOS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Laboratoire de Transport Electronique Quantique et Supraconductivité (LaTEQS)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Laboratory of Atomistic Simulation (LSIM )
Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
European Project: 318397,EC:FP7:ICT,FP7-ICT-2011-8,TOLOP(2012)
European Project: 323841,EC:FP7:ICT,FP7-ICT-2013-C,SISPIN(2013)
Source :
Nano Letters, Nano Letters, American Chemical Society, 2015, 15 (5), pp.2958-2964. ⟨10.1021/nl504806s⟩, Nano Letters, 2015, 15 (5), pp.2958-2964. ⟨10.1021/nl504806s⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; We report the observation of an atomic like behavior from T = 4.2 K up to room temperature in n- and p-type Omega-gate silicon nanowire (NW) transistors. For that purpose, we modified the design of a NW transistor and introduced long spacers between the source/drain and the channel in order to separate the channel from the electrodes. The channel was made extremely small (3.4 nm in diameter with 10 nm gate length) with a thick gate oxide (7 nm) in order to enhance the Coulomb repulsion between carriers, which can be as large as 200 meV when surface roughness promotes charge confinement. Parasitic stochastic Coulomb blockade effect can be eliminated in our devices by choosing proper control voltages. Moreover, the quantum dot can be tuned so that the resonant current at T = 4.2 K exceeds that at room temperature.

Details

Language :
English
ISSN :
15306984 and 15306992
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nano Letters, Nano Letters, American Chemical Society, 2015, 15 (5), pp.2958-2964. ⟨10.1021/nl504806s⟩, Nano Letters, 2015, 15 (5), pp.2958-2964. ⟨10.1021/nl504806s⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1cde5a10f97e376d3a9c05d9601057c7
Full Text :
https://doi.org/10.1021/nl504806s⟩