都己经应用了产业化工业化市场化α-石墨炔纳米场效应中，晶体管有什么性能？
前言：
石墨烯是一种二维（2D）六边形碳原子片，由于其卓越的性能，被视为FET技术中硅的潜在替代品，而在块状形式中，石墨烯具有零带隙。
事实上，石墨烯的能带结构与半导体、导体和绝缘体截然不同，它在费米能级上方和下方具有一个锥形能带结构。
石墨炔则是碳的另一种同素异形体，由交替的单键和三键组成，它是一种具有不同结构方向的单层碳晶格。
它有时被称为“扩展石墨烯”，因为它的结构类似于石墨烯，但在碳原子之间有额外的乙炔连接。
石墨炔的晶格结构类似于石墨烯的蜂窝结构，但C-C键周期性地被-C=C-键所取代。根据-C≡C-键的不同组合，石墨炔的结构可以分为α-、β-、γ-和（6,6,12）-石墨炔。
因此，在本文中将研究α-石墨烯的能带结构和影响。
一、波段结构
电子能带结构提供了关于材料中电子量子态的信息，通过绘制布洛赫哈密顿算符的能带结构图，可以得到能量矩阵，其中能量矩阵的特征值表示能量。
能带结构图展示了α-石墨炔纳米带的能带结构。从能带结构中可以观察到该材料存在一个带隙，其大小为0.46 eV，通过调整器件的宽度，可以调节带隙的大小。
在带隙范围内，材料展现出相当的半导体特性，最重要的是通过控制半导体特性，可以调控材料的导电性能。
事实上，对于这个特定尺寸，能带结构的半导体特性能够控制特定区域的电导率，在这个区域内，频段提供了稳定的开关操作。
二、空缺缺陷的影响
在引入空位缺陷的情况下，有两个主要现象起着主导作用，首先，引入空位会降低量子传输概率，从而导致电流减小，因此，开通电流与关断电流之比会增加。
其次，将空位插入器件会主要影响静电势垒的顶层，在空位位置上，潜在屏障增加，导致电流减小，进一步提高开通电流比。
在观察到空位缺陷对设备性能的影响后，为了在设备中引入空位，对哈密顿矩阵进行了修改。在引入空位的特定位置将相应的行和列与该位置相交的元素设置为零耦合值，这样在设备中的任何原子与该特定位置就没有耦合。
当引入单个空位缺陷时，三个相邻的原子受到影响，电子散射效应变得更加显著，从LDOS曲线中，可以观察到电子在遇到缺陷后无法继续移动。
通过操作区域的观察，发现在Vgs=0 V时，导通电流Ion为1.31 × 10−8 A，在Vgs=-0.3 V时，关断电流Ioff为1.26 × 10−13 A。
因此，空位缺陷对导通电流的影响比对关断电流的影响更明显，这是因为导通电流主要由源极和漏极接触及其注入的载流子特性决定，而关断电流受到通道区域特性的影响。
三、边缘缺陷的影响
在器件结构中，添加了一个边缘缺陷，观察它对器件性能的影响，发现在边缘缺陷的情况下，只有一个原子受到影响，而空位缺陷导致量子传输概率降低，并降低了传输状态，进而减小了电流。
通过观察工作区域，可以看到对当前电压特性的影响，在Vgs=0 V时，导通电流Ion的值为2.25 × 10−7 A，在Vgs=-0.3 V时，关断电流Ioff的值为3.45 × 10−12 A。
与单个空位缺陷的情况类似，在这里也可以观察到边缘缺陷对关断电流的显著影响，而导通电流的减少可以忽略不计。
笔者观点：
在本研究中，对α-GyNR FET器件进行建模，并对其性能参数进行了观察，包括有和没有引入缺陷的情况。在没有任何缺陷的情况下，实现了73.89 mV/十倍频程的亚阈值摆幅。
根据IRDS 2022的要求，该值要求为67 mV/十年，此外，导通电流达到了4.41 × 10−7A，而IRDS 2022要求的值为5.96 × 10−6A。
根据IRDS 0的要求，所需的电容为39.2022 fF/μm，但却获得了优于要求的电容值为0.2166 fF/μm，动态功耗为0.00864 fJ/μm，远低于IRDS 2020要求的0.33 fJ/μm。
而在引入单个空位缺陷后，实现了59.8 mV/十年的亚阈值摆幅，对于边缘缺陷，而实现了63.29 mV/十年的值，低于IRDS 2022要求的67 mV/十年。
然而，缺陷的引入也带来了功耗和延迟时间的增加，本研究的主要目标是通过设计的FET器件实现更低的亚阈值摆幅、低延迟时间和低动态功耗，并且在上述参数方面取得了令人满意的结果。
此外，对于这个特定的尺寸，可以在硬件级别制造FET器件，因此，可以使用α-石墨烯设计满足性能要求的FET器件。