論文の概要: Engineering Si-Qubit MOSFETs: A Phase-Field Modeling Approach Integrating Quantum-Electrostatics at Cryogenic Temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.04339v1
• Date: Sun, 6 Oct 2024 03:25:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-02 08:20:17.249957
• Title: Engineering Si-Qubit MOSFETs: A Phase-Field Modeling Approach Integrating Quantum-Electrostatics at Cryogenic Temperatures
• Title（参考訳）: 工学用Si-Qubit MOSFET:極低温での静電量子積分による相場モデリング手法
• Authors: Nilesh Pandey, Dipanjan Basu, Yogesh Singh Chauhan, Leonard F. Register, Sanjay K. Banerjee,
• Abstract要約: 本研究は、Si基量子ビットの研究に高度な位相場モデリングを用いる。 我々は、シュロディンガー方程式解のフルウェーブ処理と、極低温におけるポアソン方程式を併用した包括的モデリング手法を採用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3015860973324597
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This study employs advanced phase-field modeling to investigate Si-based qubit MOSFETs, integrating electrostatics and quantum mechanical effects. We adopt a comprehensive modeling approach, utilizing full-wave treatment of the Schrodinger equation solutions, coupled with the Poisson equation at cryogenic temperatures. Our analysis explores the influence of interface traps on quantum dot (QD) barrier heights, affecting coupling due to tunneling. A wider trap distribution leads to the decoupling of quantum dots. Furthermore, the oscillations in the transmission and reflection coefficients increase as the plunger/barrier gate length increases, reducing the coupling between the QDs. By optimizing plunger and barrier gate dimensions, spacer configurations, and gap oxide lengths, we enhance control over quantum well depths and minimize unwanted wave function leakage. The modeling algorithm is also validated against the experimental data and can accurately capture the oscillations in the Id Vgs caused by the Coulomb blockade at cryogenic temperature
• Abstract（参考訳）: 本研究は、Si系量子ビットMOSFETを解析し、静電気と量子力学的効果を統合するために、高度な位相場モデリングを用いる。 我々は、シュロディンガー方程式解のフルウェーブ処理と、極低温におけるポアソン方程式を併用した包括的モデリング手法を採用する。 本分析では, 界面トラップが量子ドット(QD)障壁高さに与える影響を考察し, トンネルによる結合に影響を及ぼす。 より広いトラップ分布は量子ドットの分離につながる。 さらに、プランジャ/バリアゲート長が増加するにつれて、伝送および反射係数の振動が増加し、QD間の結合が減少する。 プランジャ,バリアゲート次元,スペーサ構成,ギャップ酸化物長を最適化することにより,量子井戸深さの制御を強化し,不要な波動関数のリークを最小限に抑える。 モデリングアルゴリズムは実験データに対しても検証され,クーロン遮断によるId Vgsの発振を低温下で正確に捉えることができる。

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