etude theorique et experimentale du transport electronique ... - Ief

Chapitre III : Etude expérimentale des effets non stationnairesFigure III- 59: Fonction de distribution de Boltzmann versla fin du canal dans la diode de 30nm à V DS =1V (x=19)Les pics de porteurs balistiques se resserrent et lenombre de porteurs dans la queue de distributionaugmente. Cette partie de la fonction de distributionreprésente en partie les porteurs qui ont subit une ouplusieurs interactions dans le canal. La forme de lafonction de distribution associée à ces porteurs est une« maxwellienne déplacée » dont la températureélectronique est supérieure à 300K. (Figure III- 59)Par ailleurs, on remarque dans l’encart que la vitessemoyenne des porteurs chute. En effet, L’autrecontribution aux vitesses négatives est due aux porteursqui arrivent au drain et qui subissent des interactionsdues au fort dopage qui les revoient vers le canal. Lavitesse moyenne chute.Au drain, seul le pic de porteurs balistiques à massetransverse est visible car les porteurs associés étaientplus rapides. En ce point, les porteurs commencent à sethermaliser : ils étaient hautement énergétiques et au fildes interactions avec les phonons (émission), leurénergie diminue. Ces porteurs sont caractérisés par unefonction de distribution centrée mais pas de formemaxwellienne. Ensuite ils sont collectés au drain. Lathermalisation n’étant pas un processus instantané, ledrain est aussi un point de contrôle du courant, mais dusecond ordre par rapport à la source. (Figure III- 60)Ensuite, la fonction de distribution est à nouveau unemaxwellienne déplacée. Il y a beaucoup plus deporteurs, mais ils se déplacent beaucoup moins vite.Figure III- 60: Fonction de distribution de Boltzmann à lafin du canal dans la diode de 30nm à V DS =1V (x=27)10.3. Les différents régimes de transportCette analyse spectroscopique montre que la fonction de distribution ne satisfait guère à une des plusimportantes hypothèses des modèles hydrodynamiques, à savoir que f est une maxwellienne déplacée.Cependant, la revue de la littérature et l’étude expérimentale des effets non stationnaires a montré que lasimulation hydrodynamique pouvait dans une certaine mesure représenter fidèlement le transport- 113 -