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铁电场效应晶体管(FeFET)作为最潜力的铁电存储器之一,因其具有非破坏性读取、高集成度、抗辐射等优点而受到研究者的广泛关注。目前,FeFET基本上都是采用硅沟道。铁电薄膜与硅界面存在严重的扩散等问题,使得FeFET的数据保持时间短。石墨烯与铁电材料接触良好,不存在扩散等问题。另外,石墨烯还具有尺寸小、迁移率高等特点,对实现高速高密度的存储器十分有利。可见在FeFET中,石墨烯是Si良好的替代者。本论文构建了石墨烯沟道铁电场效应晶体管(MFG-FET),建立了该晶体管电学性能模型,并研究了基底材料与铁电层相关参数对晶体管电学性能的影响。主要内容和结果如下:(1)考虑石墨烯的量子电容效应,基于铁电极化Lue模型和石墨烯量子输运模型,建立了MFG-FET器件电学性能模型。基于该模型,模拟了应用电压对MFG-FET器件C-V特性、存储窗口以及输出特性的影响。结果表明:对比传统Si沟道MFS-FET器件,MFG-FET具有更低的开态电流。MFG-FET器件的存储窗口较大,具有更好的存储性能。(2)根据建立的模型,研究了基底材料对MFG-FET器件电学性能的影响。结果表明:随着基底材料相对介电常数的减小,石墨烯沟道层费米速度呈现增大的趋势。随着石墨烯沟道层费米速度的增大,MFG-FET器件的低电容呈现逐渐减小的趋势而高电容保持不变,因此能够使得MFG-EFT高低电容之比增大。同时MFG-FET器件的开态电流呈现逐渐减小的趋势,这有利于降低MFG-FET器件的功耗。(3)根据建立的模型,研究了铁电层相关参数对MFG-FET器件电学性能的影响。结果表明:随着铁电层厚度的增加,MFG-FET器件的总电容呈减小的趋势、存储窗口呈现先增大后减小的趋势。铁电层厚度增大能够减小MFG-FET器件开态电流,从而降低器件的功耗。随着铁电层相对介电常数的增大,MFG-FET器件的高低总电容呈增大的趋势,存储窗口呈现逐渐减小的趋势。相对介电常数的减小能够适当降低器件功耗。当铁电层自发极化的增大,MFG-FET的存储窗口呈现逐渐减小的趋势。当铁电层剩余极化的增大时,MFG-FET的存储窗口呈现逐渐增大的趋势,同时其存储窗口能够更快的达到最大饱和值。