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Ein Beitrag zur Anwendung von InAs Nanodraht-Feldeffekttransistoren in hochfrequenten Schaltungen

Blekker, Kai

In dieser Arbeit wurden InAs Nanodraht-Feldeffekttransistoren für hochfrequente Anwendungen weiterentwickelt und in elementaren Schaltungen eingesetzt. Zunächst wurden Einzeldraht- sowie Drahtarray-Feldeffekttransistoren hergestellt und untersucht. Für letztere erfolgte die Anordnung der Nanodrähte feldunterstützt. Im Gleichspannungsbereich wurde die Abhängigkeit wichtiger Kenngrößen von der Gate-Länge sowie der Anzahl deponierter Nanodrähte herausgearbeitet, und das Driftverhalten des Drain-Stromes eingehend behandelt. Im Hochfrequenzbereich konnten die Messbarkeit und die Grenzfrequenzen konsequent verbessert werden. Auf Grundlage der feldunterstützten Anordnung konnten die InAs Nanodraht-Feldeffekttransistoren auch gezielt in erste Schaltungen, hier Inverter und Abtast-Halte-Glieder, eingebunden werden. Die Inverter wurden sowohl einer statischen als auch einer dynamischen Charakterisierung bis in den Hochfrequenzbereich unterzogen. Der Einfluss der variierenden Anzahl deponierter Nanodrähte wurde experimentell sowie mit Hilfe von Schaltungssimulationen untersucht. Es konnten ein Schaltungsdesign und zusätzlich eine Strategie für eine reduzierte Empfindlichkeit gegenüber diesen Variationen erarbeitet werden. Die Abtast-Halte-Glieder wurden in der vorliegenden Arbeit erstmals unter Verwendung eines Nanodraht-Feldeffekttransistors realisiert und ihre Funktion bis in den Hochfrequenzbereich nachgewiesen. Auch hier erfolgten weitere Untersuchungen mittels Schaltungssimulationen. Die Abtast-Halte-Glieder konnten zudem um Ausgangsverstärker aus mikroelektronischen Transistoren für eine reduzierte ohmsche Belastung erweitert und die Funktion der Schaltung demonstriert werden. Dies stellt die erste Co-Integration eines InAs Nanodrahttransistors mit mikroelektronischen MISHFETs dar.

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Blekker, Kai: Ein Beitrag zur Anwendung von InAs Nanodraht-Feldeffekttransistoren in hochfrequenten Schaltungen. 2017.

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