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Multiscale modeling of nanowire-based Schottky-barrier field-effect transistors for sensor applications

机译：基于纳米线的肖特基势垒场效应晶体管在传感器应用中的多尺度建模

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We present a theoretical framework for the calculation of charge transport through nanowire-based Schottky-barrier field-effect transistors that is conceptually simple but still captures the relevant physical mechanisms of the transport process. Our approach combines two approaches on different length scales: (1)the finite element method is used to model realistic device geometries and to calculate the electrostatic potential across the Schottky barrier by solving the Poisson equation, and (2)the Landauer-Büttiker approach combined with the method of non-equilibrium Green's functions is employed to calculate the charge transport through the device. Our model correctly reproduces typical I-V characteristics of field-effect transistors, and the dependence of the saturated drain current on the gate field and the device geometry are in good agreement with experiments. Our approach is suitable for one-dimensional Schottky-barrier field-effect transistors of arbitrary device geometry and it is intended to be a simulation platform for the development of nanowire-based sensors.
机译：我们提出了一种用于计算通过基于纳米线的肖特基势垒场效应晶体管进行电荷传输的理论框架，该概念框架在概念上很简单，但仍捕获了传输过程的相关物理机制。我们的方法结合了两种在不同长度范围上的方法：（1）有限元方法用于对现实的器件几何模型进行建模，并通过求解Poisson方程来计算整个肖特基势垒的静电势;（2）结合使用Landauer-Büttiker方法采用非平衡方法，采用格林函数来计算通过器件的电荷传输。我们的模型正确地再现了场效应晶体管的典型I-V特性，并且饱和漏极电流对栅极场和器件几何形状的依赖性与实验非常吻合。我们的方法适用于任意器件几何形状的一维肖特基势垒场效应晶体管，它旨在成为开发基于纳米线的传感器的仿真平台。

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