Оцінка ефективності нового безперехідного з профілем легуванням за кривою Гауса: чисельне дослідження

Автори Khadidja Dibi1,2, Zohir Dibi1, Ahmed Bouridane2
Приналежність

1Laboratory of Advanced Automatic and Analysis Systems (LAAAS), Department of Electronics, University of Batna2, 05000 Batna, Algeria

2Department of Computer and Information Sciences, Northumbria University, Newcastle, UK

Е-mail k.dibi@univ-batna2.dz
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 2
Дати Одержано 14 листопада 2020; у відредагованій формі 15 квітня 2021; опубліковано online 20 квітня 2021
Посилання Khadidja Dibi, Zohir Dibi, Ahmed Bouridane, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 2, 02029 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(2).02029
PACS Number(s) 87.85.Fk, 07.07.Df
Ключові слова Безперехідний ISFET, рН (368) , Сенсор смаку, Профіль легування за кривою Гауса, (2822) .
Анотація

Останнім часом увага в дослідженнях приділяється розробці датчиків на основі ISFET для майбутніх біомедичних, екологічних та харчових додатків з використанням особливих сенсорів смаку на основі іонно-чутливого польового транзистора (технологія ISFET). Це призвело до появи різних конструкцій датчиків, які викликають підвищений інтерес з боку дослідницького співтовариства. У роботі ми пропонуємо послабити концепцію ISFET, відкинувши перехід в конструкції, пропонуючи таким чином нову безперехідну структуру датчика на основі JL ISFET, засновану на стратегії профілю легування за кривою Гауса. Чисельно аналізуються електричні параметри та характеристики запропонованого рН датчика і повідомляється про властивості його чутливості. У цьому контексті ми розглядаємо вплив модифікованого профілю легування каналу за кривою Гауса на варіацію таких параметрів, як енергоспоживання, термічна стабільність, струм витоку та чутливість. Запропонована конструкція також демонструє посилений зсув порогової напруги із зміною рН розчину, що призводить до поліпшення електричних параметрів та характеристик чутливості. Результати продемонстрували, що запропонована конструкція забезпечує перспективні шляхи для підвищення характеристик датчиків на основі ISFET у порівнянні зі звичайними аналогами датчиків на основі FET, де зареєстрована чутливість досягає 66,3 мВ/pH. Крім того, отримані результати чітко показують відмінну модуляцію рН провідності каналу. Отже, запропонована структура демонструє ефективність використання легування за кривою Гауса в конструкції JLISFET як потенційного кандидата для високоефективних додатків та додатків з наднизькими потужностями на основі польових транзисторів, що продемонстровано пропорційним вдосконаленням як електричних характеристик пристрою, так і чутливості датчика.

Перелік посилань