నానోమెడిసిన్ & బయోథెరపీటిక్ డిస్కవరీ జర్నల్
అందరికి ప్రవేశం

నైరూప్య

అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ నానో-ట్రాన్సిస్టర్ ఆధారిత రింగ్ ఓసిలేటర్

సోహేలీ ఫర్హానా

వియుక్త

కార్బన్ నానోట్యూబ్ (CNT) సెమీకండక్టర్ ఆధారిత రింగ్ ఓసిలేటర్ సైన్ ఏజ్ సర్క్యూట్‌లలో దురదృష్టాలను పూర్తిగా తగ్గించడానికి మరియు ప్రభావం మందాన్ని పెంచడానికి అవసరం. ఇది రెగ్యులేటర్‌లు, అధునాతన గాడ్జెట్‌లు మరియు అధిక-పునరావృత ఇంటర్‌ఛేంజ్‌లలోని అప్లికేషన్‌ల కోసం తదుపరి తరం సెమీకండక్టర్ హార్డ్‌వేర్ కోసం CNT గాడ్జెట్‌లను యానిమేట్ చేసే అవకాశాన్ని చేస్తుంది. ప్రస్తుతానికి, గ్రాఫిన్ మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్ గాడ్జెట్‌లు రెండూ ఎలక్ట్రికల్ మరియు మెకానికల్ రంగంలో అద్భుతమైన లక్షణాలను చూపుతున్నాయి. ముఖ్యంగా, CNT ఆధారిత సెమీకండక్టర్ గాడ్జెట్‌లు చిప్ పరిమాణాన్ని పెంపొందించకుండానే అధిక బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ లెవల్స్‌ను సాధించగల సామర్థ్యం ఉన్నందున, ఆలస్యంగా భారీ పరిశీలనలోకి వచ్చాయి. ముఖ్యంగా, చిప్ కొలత నానో మీటర్ పరిమాణంలో మారుతుంది. అంతేకాకుండా, CNT గాడ్జెట్‌లు వాటి సైడ్‌లాంగ్ భాగస్వాముల కంటే అసమానమైన అధిక పునరావృత కార్యాచరణ అమలును చూపుతాయి. ఈ పరీక్ష CNT సెమీకండక్టర్ ఆధారిత ఓసిలేటర్ మోడల్‌ను ప్రతిపాదించింది, ఇది సాధారణ MOSFET ఆవిష్కరణకు పోటీదారుగా ఉంది, ఎందుకంటే వాటి అధిక కరెంట్ డ్రైవ్ సామర్థ్యం, ​​బాలిస్టిక్ వాహనం, తక్కువ శక్తి వాయిదా అంశం, అధిక వెచ్చని ఘనత మొదలైనవి. CNT సెమీకండక్టర్ యొక్క ఈ ఆశాజనక లక్షణాల దృష్ట్యా, a CNT సెమీకండక్టర్ ఆధారిత రింగ్ ఓసిలేటర్ 6THz మరియు గతంలో పని చేయడం ఇక్కడ 14 nm ఇన్నోవేషన్ హబ్‌లో ప్రదర్శించబడింది. ఓసిలేటర్ CNT సెమీకండక్టర్ ఆధారిత ఐదు స్టాక్ ఇన్వర్టర్‌లపై ఆధారపడి ప్రతిపాదించబడింది. 32.5 dB DC పెరుగుదలతో ఇన్వర్టర్లు 0.2ns చుట్టూ నాన్-స్టాక్డ్ వాయిదాతో తగిన ప్రణాళిక ద్వారా సాధించబడతాయి. ఓసిలేటర్ యొక్క సాధారణ శక్తి వినియోగం 6THz యొక్క కార్యాచరణ పునరావృతంతో 0.43μW కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రతిపాదిత రింగ్ ఓసిలేటర్ కాన్ఫిగరేషన్ తక్కువ శక్తి వినియోగంలో మెరుగైన పనితీరును చూపుతుంది మరియు కాంట్రాస్టింగ్ మరియు ప్రస్తుత వ్యాపార సిలికాన్ ఆధారిత రింగ్ ఓసిలేటర్ ద్వారా అధిక పని పునరావృతమవుతుంది.

పరిచయం

మేము అమరిక ఊహించిన కార్బన్ నానోట్యూబ్ (CNT) నెట్‌వర్క్ చలన చిత్రాలను దృష్టిలో ఉంచుకుని టాప్-గేటెడ్ యాంబిపోలార్ ఫీల్డ్-ఇంపాక్ట్ సెమీకండక్టర్స్ (FETలు) తయారు చేసాము మరియు ఆ తర్వాత 0.2 V కంటే తక్కువ ఫ్లెక్సిబుల్ వోల్టేజీల క్రింద పని చేయగల ఇన్వర్టర్‌లు మరియు రింగ్ ఓసిలేటర్‌లను (ROలు) నిర్మించాము. గాడ్జెట్‌ల యొక్క అధిక స్థిరత్వం. CNT FETల ప్రవేశమార్గం పొడవును తగ్గించడం ద్వారా మరియు గాడ్జెట్ నిర్మాణం మరియు RO ఆకృతిని అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఈ CNT-ఆధారిత ఆంబిపోలార్ FETలు మరియు CMOS-వంటి సర్క్యూట్‌ల ప్రదర్శనలో భారీ మెరుగుదలలు సాధించబడ్డాయి. ప్రత్యేకించి, మెరుగుపరచబడిన ఐదు-దశల RO 12-V వర్కింగ్ వోల్టేజ్ వద్ద 5.6 ns స్ప్రెడ్ సీజన్‌తో 17.4 MHz వరకు అత్యధిక స్వేయింగ్ పునరావృతతను పరిచయం చేస్తుంది. CNT ఫిల్మ్-ఆధారిత ROలు మొత్తం సంకేత ప్రసార కొలతను చూపించడానికి రేడియో-పునరావృత ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లలో ట్రాన్స్‌పోర్టర్ వేవ్ జనరేటర్‌లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. ఈ ఫలితాలు CNT స్లైట్ ఫిల్మ్-బేస్డ్ FETలు మరియు కోఆర్డినేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు 13.56 MHz పునరావృత బ్యాండ్‌తో రేడియో-పునరావృత అనువర్తనాలకు తమ విధానాన్ని చాలా కాలం ముందు కనుగొనవచ్చని సిఫార్సు చేస్తున్నాయి. అధిక పునరావృతం మరియు ప్లాస్టిక్ హార్డ్‌వేర్ గ్రాఫేన్‌కు సంబంధించిన ప్రధాన మెకానికల్ పాసేజ్ ఫోకస్‌లలో ఒకటిగా ఆధారపడతాయి. ఈ కోరికలు ప్రధానంగా అధిక ఛార్జ్ ట్రాన్స్‌పోర్టర్ మొబిలిటీ 4, అధిక ఇమ్మర్షన్ వేగం5,6 మరియు ప్లాస్టిక్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు సంబంధించి సెమీకండక్టర్‌లను కలిపి గ్రాఫేన్‌ను తయారు చేసే అవకాశం ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. సింగిల్ గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్ల ప్రదర్శన ఇప్పుడే ఈ కోరికలను ధృవీకరించింది, కొన్ని గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్లతో సహా సంక్లిష్ట సమన్వయ సర్క్యూట్‌ల గుర్తింపు ఇంకా అభివృద్ధి చెందని దశలో ఉంది. ఇప్పటి వరకు, కొన్ని సమావేశాలు వోల్టేజ్ ఇంటెన్సిఫైయర్‌లు, ఇన్వర్టర్‌లు లేదా బ్లెండర్‌ల వంటి స్ట్రెయిట్ కాని గాడ్జెట్‌లతో సహా జంట గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్‌లను కలిగి ఉన్న తక్కువ అనూహ్యతతో కూడిన ఇన్‌కార్పొరేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల అంగీకారాన్ని అందించాయి. ఇటీవల, ఎనిమిది గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్లతో కూడిన రింగ్ ఓసిలేటర్ దానిని గుర్తించింది. అక్కడ, 200 V18 వరకు వోల్టేజ్‌లను ఉపయోగించి గ్రాఫేన్‌లో ప్రమాదవశాత్తూ డోపింగ్‌కు సంబంధించిన గాడ్జెట్ స్పష్టమైన ఎలక్ట్రికల్ రెమ్యునరేషన్ ద్వారా ఏమైనప్పటికీ స్వేయింగ్ సాధించబడింది. ఇప్పటి వరకు తక్కువ మిక్స్ గాఢత మరియు పరీక్ష స్పష్టమైన పక్షపాతం నిజమైన ఎలక్ట్రానిక్ గాడ్జెట్‌లలో గ్రాఫేన్ సాధనకు ముఖ్యమైన బారికేడ్‌లు. 12 గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్‌లను కలిగి ఉన్న ప్రాక్టికల్ ఇన్వర్టర్‌లు మరియు రింగ్ ఓసిలేటర్‌ల ప్రభావవంతమైన అంగీకారాన్ని ఇక్కడ మేము నివేదిస్తాము. పొరుగు బ్యాక్-డోర్ నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా వోల్టేజ్ పెరుగుదల మరియు తక్కువ స్థాయి ప్రమాదవశాత్తూ డోపింగ్ యొక్క అధిక అంచనాలను సాధించవచ్చు, ఇవి ఇన్‌కార్పొరేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను అంగీకరించడానికి ప్రాథమికమైనవి. సాధారణ టాప్-డోర్ ప్లాన్‌తో విరుద్ధంగా, వోల్టేజ్ పెరుగుదల మరియు ప్రమాదవశాత్తూ డోపింగ్‌కు సంబంధించి సమీపంలోని బ్యాక్-ఎంట్రీవే నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించడంలో రెండు ప్రత్యేక అంశాలు ఉన్నాయి. ప్రారంభించడానికి, గ్రాఫేన్‌తో సహా లితోగ్రఫీ దశల పరిమాణం తగ్గించబడింది. ఇంకా, న్యూక్లియర్ లేయర్ సాక్ష్యం సహాయం చేసిన ప్లాస్మా ద్వారా ప్రవేశ మార్గం యానోడ్‌పై కొంచెం మరియు ఏకరీతి టాప్ నాచ్ డోర్ ఆక్సైడ్‌ను అభివృద్ధి చేయవచ్చు.

ఇన్వర్టర్ ఆధారిత రింగ్ ఓసిలేటర్ బేసి సంఖ్యలో సమన్వయ పరివర్తన దశల నుండి తయారు చేయబడింది, ఇది DC ద్వారా నియంత్రించబడే వృత్తంలో అనుబంధించబడుతుంది. స్థిరమైన స్వేయింగ్ కోసం, రింగ్ గుండా వెళుతున్న ఒక సంకేతం యొక్క ఒక ప్రవాహానికి దశ వ్యత్యాసం 2π ఉండాలి మరియు దురదృష్టాలను తిరిగి చెల్లించడానికి వ్యక్తిగతంగా మార్చే దశల జోడింపు తప్పనిసరిగా ఉండాలి. ఈ ముందస్తు అవసరాలను తీర్చడానికి, రివర్సింగ్ దశలు తప్పనిసరిగా సమన్వయంతో కూడిన సమాచార దిగుబడి వోల్టేజ్‌ల వద్ద సంఘీభావం కంటే ప్రాథమికంగా పెద్ద వోల్టేజీని అందించాలి. సమగ్ర మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ (CMOS) ఆవిష్కరణలో, తయారీ చక్రంలో సెమీకండక్టర్లను డోప్ చేయడం ద్వారా సృష్టించబడిన ఒక p-మరియు ఒక n-రకం సెమీకండక్టర్‌ను మార్చే దశ ఉంటుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, గ్రాఫేన్‌ను ఛానల్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించడం గ్రాఫేన్ ఆధారిత సెమీకండక్టర్స్ యొక్క యాంబిపోలార్ యాక్టివిటీ కారణంగా కోఆర్డినేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను ప్లాన్ చేయడానికి కొత్త కోర్సులను తెరుస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒక ఇన్వర్టర్, రింగ్ ఓసిలేటర్ యొక్క ముఖ్యమైన నిర్మాణ చతురస్రం, సంక్లిష్ట డోపింగ్ వ్యూహాల నుండి పూర్తిగా తప్పించుకునే రెండు అన్‌డోప్డ్ గ్రాఫేన్ సెమీకండక్టర్ల నుండి ప్రాథమికంగా పొందవచ్చు. ఆంబిపోలార్ మెటల్ ఆక్సైడ్ గ్రాఫేన్ (AMOG) ఆవిష్కరణ యొక్క ఈ విశేషమైన లక్షణం సృష్టి చక్రం యొక్క బహుముఖ స్వభావాన్ని తప్పనిసరిగా తగ్గిస్తుంది.

ఫలితం

సమీపంలోని బ్యాక్ ఎంట్రీ వే యానోడ్‌తో ఇన్వర్టర్ యొక్క స్కీమాటిక్ క్రాస్ సెగ్మెంట్ వర్ణించబడింది. గ్రాఫేన్ ఛానల్ ప్రతి సెమీకండక్టర్‌కు 1.8 μm పొడవు మరియు 9 μm వెడల్పు ఉంటుంది, Al2O3 విద్యుద్వాహక మందం దాదాపు 3 nm సమానమైన ఆక్సైడ్ మందంతో పోలిస్తే 6 nm. రిఫరెన్స్ ఇన్వర్టర్ యొక్క రెండు సెమీకండక్టర్స్ యొక్క అడ్డంకి లక్షణాలు ప్లాట్ చేయబడ్డాయి. తక్కువ సిద్ధత వ్యవస్థలో, రెండూ దాదాపుగా గుర్తించలేనివి, సహజ ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తాయి. కాంటాక్ట్ ప్రొటెక్షన్‌లతో సహా వివిధ సెమీకండక్టర్‌లలోని ఫీల్డ్ ఇంపాక్ట్ పోర్టబిలిటీ ఎక్కడో 600 మరియు 1200 cm2/Vs పరిధిలో ఉంటుంది మరియు వ్యక్తిగత సెమీకండక్టర్‌ల అడ్డంకి బ్యాలెన్స్ 4 నుండి 8 వరకు ఉంటుంది. ఎక్స్‌ఛేంజ్ ట్రేడ్‌మార్క్‌లోని హిస్టెరిసిస్ మిల్లులో నడుస్తుంది. గ్రాఫేన్ ఆధారిత సెమీకండక్టర్ల కోసం మరియు ప్రాథమికంగా ఆక్సైడ్20,21లో ఛార్జ్ ట్రాప్‌లతో గుర్తించబడింది. బయాస్ పాయింట్ VCNP లేని చార్జ్ వద్ద సెమీకండక్టర్ ఎంట్రీవే వోల్టేజ్ యొక్క హిస్టోగ్రాం కనిపించింది. 1.7*1012/cm2 p-రకం డోపింగ్ స్థాయికి సంబంధించి మా 0.3 V చిప్‌లోని సాధారణ VCNP, ఇక్కడ ఉపయోగించిన 4 V వరకు ఉండే యాక్టివిటీ వోల్టేజ్‌లతో మధ్యస్థంగా ఉంటుంది. ఇన్వర్టర్ ఉపయోగంపై డోపింగ్ ఫిక్సేషన్ ప్రభావం యొక్క ఖచ్చితమైన పరిశోధన ఈ కథనంలో తరువాత ఇవ్వబడింది.