准费米能级相空间及其在双极型二维场效应晶体管中的应用

准费米能级相空间及其在双极型二维场效应晶体管中的应用

据了解，智能手机、计算机等数码产品中大规模使用的芯片，是由被称为场效应晶体管的半导体器件组建而成的。从基本物理学角度出发，构建这些半导体器件的快速、准确计算模型是开展芯片设计活动的先导环节，更是撬动整个半导体芯片产业的重要底层基础。

此次研究中，该团队基于提出的 QFLPS 理论以及针对二维材料特性开发的近似技术，大大加速了原本需要求解肖克利方程组的模型计算过程，并将这一概念拓展到了电路层面的应用演示。

研究人员称，“QFLPS 不仅是快速评估漏极电流的理论基础，而且还为双极型二维场效应晶体管的器件行为分析提供了通用平台。实际上，该理论也适用于单极型的场效应晶体管。”

值得一提的是，该团队还基于准平衡近似的电流公式演示了 QFLPS 理论的在分析典型功能电路方面的应用，展示出其成果在基于双极型场效应晶体管电路设计中的发展前景。

通过 QFLPS 理论，他们证明提出的理论公式满足若干必要的对称性，并利用这些对称性依次研究了双极型晶体管及基于此的逻辑反相器工作模式，首次从理论上导出了基于二维材料晶体管的逻辑反相器的最大电压传输增益。

据了解，该团队长期以来致力于二维材料器件技术的研究，并先后在Nature、Nature Electronics与Nature Communications等知名期刊及国际学术会议上发表多篇论文。

而这次他们带来的研究成果，有望为基于新型二维材料体系的场效应晶体管提供更全面、综合的模型分析框架，并为开发下一代适用于二维材料晶体管的电子设计自动化(Electronic Design Automation，简称 EDA)工具提供理论基础。

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