15、用于IP盗版防护安全系统的石墨烯SymFET和硅纳米线FET

用于IP盗版防护安全系统的石墨烯SymFET和硅纳米线FET

1. 引言

过去十年，人们一直在研究基于新颖性的器件技术，以设计适用于网络安全操作系统的亚10纳米器件。由二维（2D）材料制成的隧道器件在低电压操作方面展现出良好的潜力，成为设计数字电路和系统的有前景的材料。一些新兴的隧道器件，如对称场效应晶体管（SymFET）和双肖特基场效应晶体管（BiSFET）很有吸引力。这些隧道器件的I - V特性与MOSFET不同。SymFET器件在安全应用方面特别有吸引力，因为与CMOS逻辑电路相比，它们功耗低、速度要求可控，并且动态能量效率更高。此外，CMOS技术不支持安全应用，而SymFET电路中的较大泄漏是一个有趣的挑战。这些器件最需要的特性是大的导通电流与关断电流比，以实现最小功率和低电压操作。由于其独特的I - V特性，它已被用于基于安全的电路设计的新拓扑结构。对于网络安全保护方案，这些新方法正在为硬件基础设施进行开发，并正在进行改变以支持安全策略，因此系统级的保护方案将变得更加有效。

2. 石墨烯

2.1 石墨烯的结构

石墨烯是一种单原子厚度的二维材料，由Sp²键合的碳原子组成，具有迷人的蜂窝状晶格结构。每个碳原子之间的间距约为1.42 Å 。2s轨道与平面内的2px和2py轨道杂化，形成夹角为120º的三分共价键，同时在垂直于平面的pz轨道方向形成弱π键。石墨层之间通过较弱的范德华力结合，因此很容易分离成薄片。在石墨结构中，π键确保了其电子传导特性。石墨烯是由石墨构建块衍生而来的杰出材料，其电子能带结构通过紧束缚理论测量，价带和导带之间的带隙为零，在布里渊区的狄拉克点处重合 。

2.2 石墨烯的电子特性

石