Abstract
摘要 奈米的時代已經悄悄地降臨，在奈米的時代中，傳統半導體元件所賴以維持的古典物理元件基礎都將被重新改寫，介觀量子化的趨勢儼然愈來愈重要，勢必要有一個全新的元件模型用以模擬設計新穎奈米元件。 本研究之成果在於從最基礎的載子傳輸現象出發，提出一套完整的系統性解決方案以達成新穎性奈米元件之設計與分析，用以實現包含SiGe HBT、NanoMOS、Si Nanowire、Carbon Nano Tube、 Molecular Transistors、、、等，新穎奈米元件之設計與分析，並期望以此系統性解決方案為基礎擴充至以後所發明之任何新興奈米元件之設計與模擬。 首先，針對 Si Nanodots的基本物理特性有深入與突破性的發表，從實驗中第一次觀察到Si Nanodots特有之介觀量子傳輸現象，並提出新穎之電路模型用來預測電子在Si Nanodots的介觀量子傳輸，並且可在室溫下實現似電子的共振傳輸現象。 再者，基於所得到的實驗成果與所提出經過實驗驗證之等效電路模型，植入于改良式非平衡格林函數的物理數值運算中，我們可以對新穎奈米元件的載子動態傳輸現象有更深入的了解與剖析，並且利用一整套之理論物理模型可以順利得到新穎奈米元件的元件特性與參數，並期望藉以預測現有MOS元件製程的物理極限。 最後，更試圖直接針對載子的介觀量子傳輸現象第一次提出一套等效的自動控制電路模型，運用類似Adaptive Control Theory之Phase-Locked Loop電路方法，用以預測載子的介觀量子傳遞特性與Coherent & Non-Coherent Transport。