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铁电场效应晶体管(FeFET)具有非挥发性、抗辐射性能出众、高读写速度、高读写次数、高存储密度、低功耗等优点,可以作为铁电存储器的基本单元。典型的FeFET是顶栅结构,此结构存在界面扩散、退极化场和制备工艺复杂等问题,制约了FeFET进一步的应用。新型的底栅结构FeFET因为其制备工艺简单、不需要缓冲层、铁电层和半导体层界面接触良好、容易实现全外延结构和柔性器件等具有很好的应用前景。碳纳米管(CNT)具有独特的结构、稳定的化学性能和优异的导电性,是一种理想的晶体管沟道材料。与单根或网络状CNT相比,规整性CNT条纹阵列作为场效应晶体管的沟道有着独特优势。基于此,本论文选用规整性多壁碳纳米管(MWCNT)条纹作为FeFET的沟道,以Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)铁电薄膜作为FeFET的栅介质,制备并研究了一种新型的底栅FeFET结构。具体工作和结果概括如下:1. BNT栅介质薄膜的制备与表征选用22cm2的重掺杂n-Si作为基底和底电极,采用溶胶-凝胶法制备了BNT薄膜,并对所制备薄膜的微观结构和电学性能进行了表征。结果表明,所制备的BNT薄膜具有均匀的厚度、良好的铁电性和较高的介电常数,满足其作为FeFET绝缘栅层的要求。2.规整性MWCNT条纹阵列的制备与表征采用溶液诱导自组装法在BNT/Si基底上制备了MWCNT条纹阵列,研究了溶液浓度(5-60mg/L)、自组装温度(40-90℃)、基底倾斜角度(45-90°)对MWCNT条纹阵列形貌的影响。结果表明,在溶液浓度为8mg/L、自组装温度为65℃、基底倾斜角度为80°的条件下制备的MWCNT条纹阵列具有非常好的规整性,适合作为FeFET的沟道层。3.规整性MWCNT条纹沟道FeFET的制备与表征在上述研究的基础上,制备了MWCNT/BNT/Si底栅结构的FeFET,测试分析了其输出特性和转移特性。结果表明,所制备的MWCNT/BNT/Si底栅结构的FeFET具有较大的开态电流、大的开关比、高的沟道载流子迁移率、宽的存储窗口、低的亚阈值摆幅和低的阈值电压,其值分别为1.510-2A、103、94.47cm2V-1s-1、4.38V、0.37V/decade和1.6V。这些优异性能主要归功于规整性的MWCNT条纹阵列沟道结构及BNT薄膜大的自发极化和高的介电常数。