Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 23, no. 2, July-December 2019.
DOI: 10.46842/ipn.cien.v23n2a01
Estudio en régimen DC y AC de diodos de nanotubos de carbono para aplicaciones de alta frecuencia
Study in DC and AC Regime of Carbon Nanotube Diodes for High Frequency Applications
Recibido 22-11-2018, aceptado 13-03-2019.
Resumen
En este trabajo se analiza el rendimiento estático y dinámico de dos enfoques diferentes de dopaje, químico y electrostático, en diodos Schottky de nanotubos de carbono (CNT) con contactos de geometría bidimensional, por medio de simulación numérica y modelado compacto. Para el análisis estático se obtienen las principales figuras de mérito de los dispositivos simulados, como el factor de rectificación, tiempo de almacenamiento, voltaje de umbral y capacitancia de diodo, y son comparadas con datos disponibles en la literatura. Adicionalmente se estudian sus mecanismos de transporte. Para el análisis dinámico se estima la frecuencia de corte en la región de polarización directa para el diodo de dopaje químico con base en el análisis de la polarización de circuito equivalente y la ecuación de diodo de Schockley, logrando una frecuencia en el rango THz. Además, se proponen cambios al diseño del dispositivo para lograr un aumento en la frecuencia de corte, como una transparencia de contactos mejorada o arreglos de nanotubos en paralelo.
Abstract
In this paper the static and dynamic performance of two different doping approaches, chemical and electrostatic, in carbon nanotubes (CNT) Schottky diodes with two-dimensional contact geometry is analyzed by means of numerical simulation and compact modeling. For the static performance, the main merit figures of the simulated devices are obtained, such as the rectification factor, storage time, threshold voltage and diode capacitance, and are compared with data available in the literature. Additionally, their transport mechanisms are studied. For the dynamic performance, the cutoff frequency in the forward bias region for the chemical doping diode is estimated based on the analysis of the equivalent circuit and the Schockley diode equation, reaching a frequency in the THz domain. In addition, changes to the design of the device are proposed to achieve an increase in the cutoff frequency, such as improved contact transparency or arrays in parallel of nanotubes.
Palabras clave: CNT, diodo Schottky, simulación numérica
de dispositivos, modelado compacto, DC, rendimiento de alta frecuencia.
Index terms: CNT, Schottky diode, numerical device simulation, compact modeling,
DC, high-frequency performance.
ISO 690 reference:
Macedo-Zamudio, Hidelberto;
Pacheco-Sánchez, Aníbal;
Rodríguez-Méndez, Luis Manuel;
Ramírez-García, Eloy;
Valdez-Pérez, Donato,
2019,
Estudio en régimen DC y AC de diodos de nanotubos de carbono para aplicaciones de alta frecuencia,
Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 23, no. 2,
ISSN 2594-2921, e230201,
DOI: 10.46842/ipn.cien.v23n2a01
