En los últimos años, varias publicaciones han presentado transistores de efecto de campo (FET) que se basan en nanocables semiconductores con un electrodo de compuerta que se envuelve alrededor de toda la circunferencia del nanocable (por ejemplo, [1], [2]) donde se dice que esta envoltura -La configuración de compuerta alrededor o completa brinda el mejor control para agotar los portadores de carga de la región dentro de la compuerta.
Sin embargo, esto contradice un poco la electrostática típica de los libros de texto: de acuerdo con la Ley de Gauss, el campo eléctrico dentro de la carcasa de un cilindro cargado es cero, razón por la cual funcionan los cables coaxiales y blindados: una carga eléctrica que de alguna manera es inducida en el conductor blindado no funciona. afectar la línea de señal que está dentro del escudo. Si ahora se hace la suposición ingenua de que la compuerta envolvente es básicamente una pieza de carcasa de cilindro envuelta alrededor del material semiconductor, esperaría que cualquier voltaje que se le aplique no cause un campo eléctrico en su interior y, por lo tanto, no cause un agotamiento del portador. Entonces, desde este punto de vista, este diseño de transistor no debería funcionar en absoluto, sin mencionar que es mejor que otros diseños.
Entonces, la pregunta es cuál de mis suposiciones es incorrecta en este contexto y cómo se debe solucionar para que todo esto funcione.
El campo eléctrico dentro de la carcasa de un cilindro cargado NO es cero cuando tiene un conductor coaxial en el interior que se mantiene a un potencial diferente al de la carcasa exterior. Este ya es el caso de un condensador cilíndrico con electrodos metálicos coaxiales. Si en un capacitor cilíndrico coaxial de este tipo (con un aislante que llena el espacio entre los electrodos), reemplaza el metal interno con un semiconductor y conecta contactos óhmicos a ambos extremos del cilindro semiconductor, entonces ya tiene, en principio, un envolvente puerta metal-aislante-semiconductor campo-efecto-transistor (MISFET). En esto, un voltaje aplicado entre el metal exterior (puerta) y el semiconductor interior crea un campo eléctrico que induce una carga en el semiconductor interior produciendo un canal de inversión conductor que puede ser controlado por el voltaje de puerta aplicado entre el metal exterior y el semiconductor interior ( generalmente un contacto llamado fuente). Esto se puede usar para modular la corriente producida por un voltaje aplicado (voltaje de fuente de drenaje) entre los contactos en los extremos del semiconductor interno que luego es un MISFET de puerta envolvente o MOSFET cuando el aislante es un óxido.
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