Лекция 14 Углеродные наноструктуры 1 Свойства 2 Методы

Лекция 14 Углеродные наноструктуры 1. Свойства 2. Методы изготовления 3. Устройства

Графе н (graphene) — слой атомов углерода, соединённых посредством sp² связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и хорошей теплопроводностью (~1 ТПа и ~5× 103 Вт·м− 1·К− 1 соответственно). Высокая подвижность носителей тока при комнатной температуре делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах. Основной из существующих в настоящее время способов получения графена основан на механическом отщеплении или отшелушивании слоёв графита. Он позволяет получать наиболее качественные образцы с высокой подвижностью носителей. Этот метод не предполагает использования масштабного производства, поскольку это ручная процедура. Другой известный способ — метод термического разложения подложки карбида кремния гораздо ближе к промышленному производству. Поскольку графен впервые был получен только в 2004 году, он ещё недостаточно хорошо изучен и привлекает к себе повышенный интерес. Данный материал не является просто кусочком других аллотропных модификаций углерода: графита, алмаза — из-за особенностей энергетического спектра носителей он проявляет специфические, в отличие от других двумерных систем, электрофизические свойства.

Для изучения природы химической связи в фуллеренах рассмотрим электронную структуру молекулы С 60. Наибольший интерес представляет собой потолок валентной зоны данного соединения. Целесообразно рассматривать структуру электронных уровней фуллерена С 60 в сравнении со структурой молекул обладающими πсистемой, например бензола, антрацена, пирина и т. п. Молекулярные уровни в бензоле делятся на два вида: σ характера (p||), в которых присутствуют смешанные вклады от атомных px-, py- и s-орбиталей углерода и водорода и состояния π-типа, сформированные только pz-орбиталями углерода ( p⊥). Анализ парциальных плотностей состояний показывает четкое разделение соответствующих пиков для π-системы, представленной двумя максимумами, и всех остальных уровней (рис. A). С увеличением числа атомов в молекуле (антрацен, пирин) количество пиков, соответствующих π -системе, возрастает. При этом расположение энергетических уровней и их природа существенно не меняется (рис. B). Вследствие кривизны поверхности молекулы С 60 происходит перекрывание атомных орбиталей, лежащих в плоскости поверхности молекулы (p||) и атомных орбиталей, располагающихся по нормали к молекулярной поверхности (p⊥ ). В результате в фуллерене отсутствуют уровни, имеющие четко выраженный σ- или π-характер, свойственные плоским молекулам (рис. C).

Пучки углеродных нанотрубок диаметром 10 нм

http: //www. photon. t. u-tokyo. ac. jp/~maruyama/wrapping. files/frame. html

Свойства графена Au контакт Si. O 2 Самый тонкий: ~0. 1 нм 1 атомный слой) Самый легкий: 2700 кв. м на грамм; S i Самый прочный: ( хим. sp 2 cвязи прочнее чем sp 3 cвязи в алмазе!) Максимальный плотность тока: в миллион раз больше чем в меди Рекордная теплопроводность Рекордная подвижность: сотни тысяч см 2 /(В с) Максимальная длина свободного пробега при Т=300 К : около микрона Индуцированная затвором концентрация электронов или дырок до 1014 см-2 графен

НЕОБЫЧНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НОСИТЕЛЕЙ В ГРАФЕНЕ Дисперсия электронов в кремнии Дисперсия электронов в 2 D графене как у фотона 1. В графене у носителя нет массы! (псевдорелятивистская динамика) 2. Скорость носителей в графене постоянна 3. Величина импульса носителя в графене не связана со скоростью, а только с его энергий (как у фотона)

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР ГРАФЕНА НУЛЕВАЯ ШИРИНА ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ Графен ЛИНЕЙНЫЙ СПЕКТР 2 D инверсионный слой в Si Плотность состояний

ЭФФЕКТ ПОЛЯ В ГРАФЕНЕ Проводимость как функция напряжения на затворе Novoselov et al. Nature 438 (2005) 04233 Точка электронейтральност и Эффект поля: положительное смещение на затворе индуцирует в графене электроны, отрицательные - дырки В точке электронейтральности не очень большое сопротивление (~ нескольких к. Ом на квадрат), что плохо для цифровых транзисторов! Квантовые эффекты затрудняют применение в электронике графеновых полевых структур

Туннельная генерация и рекомбинация в графеновом P-N переходе ВАХ PN переходов кремний I PN переход в графене – это РЕЗИСТОР! графен V Ток в графеновом PN-переходе эквивалентен аннигиляции (прямое смещение) и генерации (обратное смещение) электронно-дырочных пар В графене этот эффект эквивалентен межзонному зинеровскому туннелированию в полупроводнике с нулевой шириной запрещенной зоны Подбарьерное туннелирование релятивистских частиц известно в КЭД как парадокс Клейна НЕВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАТЬ В ГРАФЕНЕ PN ПЕРЕХОД, БЛОКИРУЮЩИЙ ТОК !

Электрические проблемы с графеном Отсутствие энергетической щели – конечная проводимость при нулевом затворном напряжении – малое отношение токов в открытом и закрытом состоянии (Ion/Ioff < 10) Графен – это почти металл! Непосредственно графен не может быть использован в полевых транзисторах – необходимо индуцировать запрещенную зону Как это можно сделать?

ГРАФЕНОВЫЕ НАНОЛЕНТЫ Графеновые наноленты (ГНЛ) – нарезанные из графена ленты с шириной ~10 нм имеют запрещенную зону > 0. 1 э. В (благодаря поперечному квантованию), что позволяет увеличить отношение токов Ion/Ioff до значений, >103 ! Проблема: доказано, что такие ленты устойчивы, но: • ГНЛ сложно изготовить, особенно с хорошей воспроизводимостью параметров • Подвижность в ГНЛ резко падает из-за рассеяния на несовершенных границах Уже лента – шире запрещенная зона, [Kim, 2008]

ДВУХСЛОЙНЫЙ ГРАФЕН Двухслойный графен – имеет параболический спектр с малым значением эффективной массы Появляется возможность индуцировать запрещенную зону с помощью внешнего электрического поля Проблема: Фиксированное внешнее электрическое поле затрудняет электростатическую модуляцию тока, лежащую в основе всех полевых приборов

ПРОБЛЕМА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЩЕЛИ В ГРАФЕНЕ НА СПЕЦИАЛЬНЫХ ПОДЛОЖКАХ Эквивалентные атомы элементарной ячейки графена на подложке с близкой симметрией ( например, гексагональная решетка нитрида бора ) оказываются в разном окружении, что теоретически может привести к появлению щели в энергетическом спектре графена Проблема: Экспериментальная ситуация противоречивая. Похоже, по каким-то причинам это сделать , по крайней мере, сложно.

Возможность создания барьеров за счет «родных» изоляторов СОЗДАНИЕ «РОДНЫХ» ИЗОЛЯТОРОВ ЗА СЧЕТ ПАССИВАЦИИ БОЛТАЮЩИХСЯ ПИ-СВЯЗЕЙ УГЛЕРОДА ГРАФЕНА ГРАФАН (С-H) – полупроводник, образующийся за счет насыщения связей углерода водородом НЕДОСТАТОК: Термическая неустойчивость. Фактически это пластик, отдающий водород при повышенной температуре. ФТОРГРАФЕН (FLUOROGRAPHENE) [ Manchester, 2010]– двумерный тефлон C-F - Ширина Eg ~ 3 э. В, - Удельное сопротивление 1012 Ом на квадрат -Термическая и механическая стабильность Возможность создания искусственных барьеров в рамках единой технологии открывает дополнительные возможности!

ЦИФРОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ТЕМ НЕ МЕНЕЕ: НЕВОЗМОЖНОСТЬ ПЕРЕКРЫТЬ ТОК, ОБУСЛОВЛЕННАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ПРОТЯЖЕННОГО ГРАФЕНА ДЕЛАЕТ ПРАКТИЧЕСКИ НЕВОЗМОЖНЫМ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КЛАССИЧЕСКИХ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ НО ЕСТЬ ЕЩЕ АНАЛОГОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, В КОТОРОЙ БЛОКИРОВКА ТОКА НЕ ИГРАЕТ СУЩЕСТВЕННОЙ РОЛИ

Аналоговая электроника Аналоговый сигнал на входе (затворе) преобразуется в усиленный сигнал на выходе (на стоке) транзистора С ростом частоты входного сигнала усиление падает Пороговая частота (частота отсечки) , соответствующее единичному усилению В аналоговых усилителях можно использовать основное практическое преимущество графена – высокую подвижность!!!

Высокочастотная (ВЧ) электроника ВЧ ЭЛЕКТРОНИКА – ТРАДИЦИОННАЯ ВОТЧИНА ВОЕННЫХ • До 1980 г. только военные применения • Конец 1990 -х: взрывное появления гражданского рынка мобильной • После 2000 г: Активное развитие кремниевых КНИ ВЧ техники. Достижение уровня 500 МГц ( для длин канала 90 нм) – нелинейности из-за короткоканальности и возрастание роли паразитных элементов • 2005 : появление графена (на порядок более высокая подвижность) • 2010 Samsung и IBM (MIT) – 230 ГГц для L =240 нм – лучший показатель для такой длина канала среди приборов всех типов!!!

Графен для высокочастотной электроники ПРОГРАММА МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ США «УГЛЕРОДНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВЯЗИ» CERA (CARBON ELECTRONICS FOR RF APPLICATIONS) • Разработка ИС для ВЧ связи, основанных на углеродных (графеновых) технологиях. • Программа, поддерживаемая правительственным военным агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), ставит своей целью создание графеноэлектронных средств с беспрецедентными характеристиками для широкополосной связи, радарных систем и т. п. • Ключевым элементом программы является создание ультрабыстродействующего графенового полевого транзистора, позволяющего разрабатывать широкополосные (> 90 ГГц) малошумящие и малопотребляющие усилители. • Подчеркивается особая роль графена, как наиболее перспективного кандидата для создания военных систем связи следующего поколения. Программа CERA стартовала в июле 2008 года и ее завершение ожидается в сентябре 2012.

Графен для высокочастотной электроники CERA (CARBON ELECTRONICS FOR RF APPLICATIONS) РЕЗУЛЬТАТЫ ОТ ДВУХ ГРУПП (обе финансируются военными) 1)HRL Laboratories (родственная Boeing и NRL) в Калифорнии 2)IBM T. J. Watson Research Center Планарная технология HRL: (1) Возгонка атомов кремния при 1200 °C с поверхности Si. C c последующей рекристаллизацией сотовой структуры графена (2) Нанесение тонкого изолятора (Al 2 O 3 или Hf. O 2 для создания верхнего затвора (3) Максимальная частота – 14 ГГц при длине затвора 2 мкм ЭТО РЕЗУЛЬТАТЫ 2008 г. !

Радиационный отклик графеновых структур Программа Ежегодной американской конференции NSREC 2010

Основные задачи моделирования полевых транзисторов на основе графена • Электростатика затворных структур графен – изолятор – затвор • Учет роли поверхностных состояний и квантовой емкости • Модель ВАХ графенового транзистора • Малосигнальные емкостные характеристики графеновых ПТ • Частота отсечки ВЧ транзистора Особенности: - специфика и невозможность использовать результаты для Si MOSFET - почти полное отсутствие теоретических работ по этим темам ; - очень малое количество экспериментальных работ по измерениям полной ВАХ (< 10); G. I. Zebrev, “Diffusion-drift theory of GFETs”, in Graphene: theory and applications, INTECH, 2011 G. I. Zebrev, Graphene nanoelectronics: electrostatics&kinetics, SPIE Proc. 2008

Зонные диаграммы раздела графена с изолятором Зонная диаграмма (Vg = 0) Зонная диаграмма (Vg > 0)

Поверхностные состояния в графеновых структурах ПОВЕРХНОСТНЫЕ СОТОЯНИЯ (INTERFACE TRAPS) на поверхности и границе раздела – основной бич всех полевых структур Джон Бардин в 1939 г. впервые осознал, что перезаряжающиеся дефекты на поверхности полупроводника препятствуют проникновению электрического поля в его объем. По этой причине тривиальный МОП транзистор был впервые изготовлен в 1960 году, в то время как гораздо менее тривиальный биполярный транзистор в 1948 г. Проблема ПС практически решена в современной Si КМОП технологии (за технологической счет минимизации ) В графеновой электронике она еще только осознается!

Перезаряжаемые дефекты (ПС) на границе раздела графен-изолятор Учет поверхностных состояния (емкостей) – необходимое условие правильного описания электростатики всех полевых приборов! графен -----++++++ Обратимая перезарядка поверхностных состояний «графен – изолятор» VG Перезаряжаемые дефекты = поверхностные состояния

Плотности носителей в графене как функции напряжения на затворе Влияние емкостей поверхностных состояния Толщина окисла - 100 нм 1 ф. Ф/ мкм 2 = 6 1011 э. В-1 см-2 Толщина окисла - 10 нм

Затворные емкостные характеристики графена с изолятором Влияние емкостей поверхностных состояния на емкостные характеристики Формула получена в 2007 – до последнего времени было не с чем сравнивать

Квантовая емкость в графене “QUANTUM CAPACITANCE IS A HUGE PROBLEM IN GRAPHENE” A. GEIM Что такое квантовая емкость Cq? Это емкость самого канала по отношению к изменению уровня Ферми в графене (не потенциала -затвора) не зависит от геометрии; - определяется только фундаментальными константами; - в эквивалентной схеме параллельна и сопоставима с Cit; -Существует в МОПТ но традиционно игнорируется т. к. : Слишком мала в подпороге по сравнению с Cit и Cdepl Слишком велика в надпороге по сравнению с Cox Эквивалентная схема GFET В графене квантувую емкость игнорировать невозможно т. к. (1) графен всегда почти металл (2) Cq всегда сопоставим с Сit и Cox ЗАДАЧА: РАЗДЕЛИТЬ КВАНТОВУЮ ЕМКОСТЬ Cq и ЕМКОСТЬ ПС Cit ! ЗАДАЧА

Роль катализатора • Реагирующие газы диссоциируют на C и. Н • Поверхность наночастцы катализатора покрывается углеродом; после насыщения начинает формироваться фуллеренная «шляпка» • Далее углерод встраивается в связь металл-углерод, трубка растет

Оптические свойства углеродных нанотрубок Энергетический спектр электронных состояний для углеродных нанотрубок характеризуется наличием только одной возможной энергией перехода электрона с излучением кванта света, зависящей от геометрических параметров нанотрубки. Это означает, что фотолюминесценция (на рис. «ФЛ эмиссия» ) наблюдается для переходов с энергией Е 11, в то время как для возбуждения фотолюминесценции (поглощение фотонов) подходит излучение в широком спектральном диапазоне. Таким образом, спектральное расположение макисимумов ФЛ сигнала дает информацию об энергетических зазорах Е 11 для тести-руемого набора нанотрубок и, следовательно, об их диаметрах и геометрии 1. 1 T. S. Jespersen, Raman Scattering in Carbon Nanotubes, Ms. sc. Thes. , University of Copenhagen, 2003 52

Фотолюминесцентные спектры углеродных нанотрубок, полученные для разных длин волн возбуждающего излучения На спектрах отчетливо видны максимумы, соответствующие различным значением параметра хиральности. Интенсивность максимумов зависит от длины волны возбуждающего излучения, как это предсказывается теорией. Данные получены на оборудовании лабораторий IMEC, Лёвен, Бельгия. 53

Диагностика однородности и дефектности

Stretching Strain of less than 1% results in the CNT changing from metal to semiconductor. And confined deformation

Twisting and bending

Peapods The encapsulated fullerenes can rotate freely in the space of a (10, 10) tube at room temperature, and the rotation of fullerenes will affect C 60@(10, 10) peapod electronic properties significantly; generally, orientational disorderwill remove the sharp features of the average density of states (DOS). However, the rotation of fullerenes cannot induce a metal–insulator transition. Unlike the multicarrier metallic C 60@(10, 10) peapod, the C 60@(17, 0) peapod is a semiconductor, and the effects of the encapsulated fullerenes on tube valence bands and conduction bands are asymmetrical. The distances between the centres of the fullerenes are 0. 984 and 1. 278 nm for the C 60@(10, 10) peapod and C 60@(17, 0) peapod, respectively. J. Chen, and J. Dong, J. Phys. Condens. Matter, 16, 1401 (2004)

ГРАФЕН: Почему это интересно с практической точки зрения? Экстенсивные и микроэлектроники: интенсивные факторы развития кремниевой - Кремниевая КМОП технология до сих пор развивалась, главным образом, за счет экстенсивного фактора , т. е. за счет уменьшения размеров элементов. - Интенсивные факторы (например, подвижность) при миниатюризации не улучшаются, а ухудшаются! - Борьба за увеличение подвижности (напряженный кремний, сплавы кремний-германий и т. п. ) – дорогостоящее усложнение технологии и незначительный эффект ( в пределах 10… 30% увеличения подвижности) - Графен дает увеличение подвижности в десятки, и возможно даже в сотни раз!

Semiconducting behavior in nanotubes was first reported by Tans et al. in 1998. Fig. 5 shows a measurement of the conductance of a semiconducting SWNT as the gate voltage applied to the conducting substrate is varied. The tube conducts at negative Vg and turns off with a positive Vg. The resistance change between the on and off state is many orders of magnitude. This device behavior is analogous to a p-type metal–oxide– semiconductor field-effect transistor (MOSFET), with the nanotube replacing Si as the semiconductor. At large positive gate voltages, n-type conductance is sometimes observed, especially in larger-diameter tubes. Mc. Euen et al. , IEEE Trans. Nanotechn. , 1, 78 (2002) It is shown that, by appropriate work function engineering of the source, drain and gate contacts to the device, the following desirable properties should be realizable: a sub-threshold slope close to thermionic limit; a conductance close to the interfacial limit; an ON/OFF ratio of around 1000; ON current and transconductance close to the low-quantum-capacitance limit.

Semiconducting nanotubes are typically p-type at Vg=0 because of the contacts and also because chemical species, particularly oxygen, adsorb on the tube and act as weak p-type dopants. Experiments have shown that changing a tube’s chemical environment can change this doping level—shifting the voltage at which the device turns on by a significant amount. This has spurred interest in nanotubes as chemical sensors. Adsorbate doping can be a problem for reproducible device behavior, however. Controlled chemical doping of tubes, both p- and n-type, has been accomplished in a number of ways. N-type doping was first done using alkali metals that donate electrons to the tube. This has been used to create n-type transistors, p-n junctions, and p-n-p devices. Alkali metals are not air-stable, however, so other techniques are under development, such as using polymers for charge-transfer doping Scattering sites in nanotubes: I–V characteristics at different Vgs for a ptype SWNT FET utilizing an electrolyte gate in order to improve gate efficiency. Maximum transconductance d. I/d. Vg=20 u. A/V at Vg=-0. 9 V. Normalizing this to the device width of ~2 nm: 10 m. S/um. Implying a mean-free path of approx. 700 nm. Mc. Euen et al. , IEEE Trans. Nanotechn. , 1, 78 (2002)

Bottom - gated CNT FET

Calculated conductance vs gate voltage at room temperature, varying (a) the work function of the metal electrode, and (b) doping of the NT. In (a) the work function of the metal electrode is changed by -0. 2 e. V (red dashed), -0. 1 e. V (orange dashed), 0 e. V (green), +0. 1 e. V (light blue), and +0. 2 e. V (blue), from left to right, respectively. In (b) the doping atomic fraction is n-type 0. 001 (red), 0. 0005 (orange), and 0. 0001 (green), and p-type 0. 0001 (blue dashed), from left to right, respectively. Thus the gate field induces switching by modulating the contact resistance (the junction barriers). Oxygen adsorption at the junctions modifies the barriers (i. e. the local band-bending of the CNT) and affects the injection of carriers (holes or electrons).

The inverse subthreshold slope, which is a measure of the efficiency of the gate field in turning on the device, decreases with a decrease in gate oxide thickness. This behavior cannot be explained by conventional field-effect transistor models, and has in fact been shown to be a result of the presence of Schottky barriers at the metal/nanotube interface at the source and drain.

There is a clear difference in the inverse subthreshold slope for the case of sweeping all gate segments together (S=400 m. V/dec) versus sweeping only the inner segments (S=180 m. V/dec). We attribute the observed change in S to a change from Schottky barrier modulation to bulk switching. (b) shows linear plots of the subthreshold portion (where the current is dominated by carrier density) of the transfer characteristics when the inner gate segments are swept together or separately. The current nearly identical, despite the fact that the effective gate lengths differ by a factor of 1. 6. This is in

Calculated output characteristics of the symmetric (dashed lines) and the asymmetric (solid lines) CNFET.

We have introduced nanotemplate to control selective growth, length and diameter of CNT. Ohmic contact of the CNT/metal interface was formed by rapid thermal annealing (RTA). Diameter control and surface modification of CNT open the possibility to energy band gap modulation.

Diode-like rectifying behavior was observed in a CNx /C multiwalled nanotube due to its being one half doped with nitrogen. FETs based on an individual CNx /C nanotube were fabricated by focused ion-beam technology. The nanotube transistors exhibited n-type semiconductor characteristics, and the conductance of nanotube FETs can be modulated more than four orders of magnitude at room temperature. The electron mobility of a CNx /C NT FET estimated from its transconductance was as high as 3840 cm 2/Vs. The n-type gate modulation could be explained as due the effect of bending of the valence band in the Schottky-barrier junction.

CNTs doped with fullerenes inside nanotubes (so-called peapods) are interesting materials for novel CNT FET channels. Transport properties of various peapods such as C 60 -, Gd@C 82 -, and Ti 2@C 92 -peapods have been studied by measuring FET I-V characteristics. Metallofulleren peapod FETs exhibited ambipolar behavior both p- and n-type characteristics by changing the gate voltage, whereas C 60 -peapod FETs showed unipolar p -type characteristics similar to the FETs of intact single-walled nanotubes. This difference can be explained in terms of a bandgap narrowing of the single-walled nanotube due to the incorporation of metallofullerenes. The bandgap narrowing was large in the peapods of metallofullerene, where more electrons are transferred from encapsulated metal atoms to the fullerene cages. The entrapped fullerene molecules are capable of modifying the electronic structure of the host tube. It is, therefore, anticipated that the encapsulation of fullerene molecules can play a role in band gap engineering in nanotubes and hence that peapods may generate conceptually novel molecular devices.

Schematic illustration of elastic strain distributed around the site of metallofullerenes in a small-diameter nanotube peapod and the corresponding changes in conduction and valence band edges. Charge transport in a partially filled peapod FET in “metal-on-top” setup. (a) Transfer characteristics at various temperatures. Data were taken at Vds = 0. 3 V.

CNT junction Current vs. voltage characteristics of an all-carbon transistor with semiconducting nanotube as channel, with different voltag at the carbon gate. The back gate is kept at 0 V. The measure were carried out at 4 K.

Ambipolar conduction leads to a large leakage current that exponentially increases with the power supply voltage, especially when the tube diameter is large. An asymmetric gate oxide SB CNTFET has been proposed as a means of suppressing ambipolar conduction. SB CNTFETs of any type, however, will likely suffer from the need to place the gate electrode close to the source (which increases parasitic capacitance) and metal-induced gap states, which increase source to drain tunneling and limit the minimum channel length. The band profile of the SB CNTFET at the minimal leakage bias (VG=0 V) for VD=0. 6 V. The band profile of the MOS CNTFET when the source-drain current is low. (VD=0. 6 V and VG=-0. 3 V). The channel is a (13, 0) nanotube.

Id vs. Vd characteristics at VG = 0. 4 V for the MOS CNTFET (the solid line) and the SB CNTFETs (the dashed lines). The off-current of all transistors (defined at Vd=0. 4 V and Vg=0) was set at 0. 01µA by adjusting the flat band voltage for each transistor. For the SB CNTFETs, three barrier heights we simulated. The channel is a (13, 0) nanotube, which results in a diameter of d≈ 1 nm, and a bandgap of Eg≈ 0. 83 e. V. Id vs. Vg characteristics at Vd = 0. 4 V for the zero barrier SBFET and the MOS CNTFET. The gated channel of both transistors is a 5 nm-long, intrinsic (13, 0) CNT. By eliminating the Schottky barrier between the source and channel, the transistor will be capable of delivering more on-current. The leakage current of such devices will be controlled by the full bandgap of CNTs (instead of half of the bandgap for SB CNTFETs) and band-to-band tunneling. These factors will depend on the diameter of nanotubes and the power supply voltage.