纳电子器件及其应用
分類: 图书,工业技术,电子 通信,一般性问题,
作者: 蔡理 编著
出 版 社: 电子工业出版社
出版时间: 2009-5-1字数:版次: 1页数: 265印刷时间:开本: 16开印次:纸张:I S B N : 9787121089077包装: 平装内容简介
纳电子器件是微电子器件的下一代新器件,是电子器件发展的重大变革,是纳电子学的重要组成部分。全书主要分为三个部分:(1)概述纳电子学的发展和基础理论;(2)介绍纳电子器件理论、由纳电子器件构成的电路及其应用;(3)纳电子器件应用中的问题。全书共分8章,包括:纳电子学和纳电子器件发展概述;纳电子学基础;共振隧穿器件;单电子器件;量子点器件;SETMOS混合器件;碳纳米管器件;纳电子器件应用中的问题。
本书可以作为从事纳电子学、纳电子器件和相关领域的科学家、工程师及高校教师阅读的参考书,也适合作为高等院校电子科学与技术、微电子学、应用物理、电子工程等有关专业的硕士研究生、博士研究生或本科高年级学生参考用书。
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 微电子学向纳电子学发展及限制
1.2.1 微电子学向纳电子学发展
1.2.2 微纳电子器件的技术限制
1.3 纳电子学的研究与发展
1.3.1 纳电子学研究
1.3.2 纳电子学的发展
1.4 纳电子器件
1.4.1 引言
1.4.2 纳电子器件种类
1.4.3 纳电子器件应用
参考文献
第2章 纳电子学基础
2.1 纳结构中量子效应
2.1.1 电导量子
2.1.2 弹道输运
2.1.3 普适电导涨落
2.1.4 库仑阻塞
2.1.5 量子相干效应
2.2 Landauer-Bfittiker电导公式
2.2.1 两端单通道Landauer电导公式
2.2.2 两端多通道Bfittiker电导公式
2.2.3 弹道结构的电导系数
2.3 单电子隧穿
2.3.1 单电子隧穿现象及条件
2.3.2 电流偏置单隧道结
2.3.3 单电子岛(双隧道结)
2.3.4 电子输运的主方程
2.4 库仑台阶和库仑振荡
2.4.1 引言
2.4.2 库仑台阶
2.4.3 库仑振荡
参考文献
第3章 共振隧穿器件
3.1 共振隧穿效应
3.1.1 共振隧穿现象
3.1.2 共振隧穿机理
3.2 共振隧穿器件输运理论
3.2.1 量子力学基础
3.2.2 双势垒量子阱结构共振隧穿二极管的两种物理模型
3.3 共振隧穿二极管的特性分析
3.3.1 共振隧穿二极管的特性及参数
3.3.2 散射和材料结构对器件特性的影响
3.4 共振隧穿二极管模型
3.4.1 电路模拟模型
3.4.2 物理基础的RTD模型
3.5 RTD器件的数字电路
3.5.1 RTD的基本电路
3.5.2 单-双稳转换逻辑单元的工作原理
3.5.3 单-双稳转换逻辑单元构成的数字电路
3.5.4 基于RTD的多值逻辑电路设计
3.6 RTD的模拟电路及其应用
3.6.1 振荡器电路
3.6.2 细胞神经网络神经元电路
3.6.3 混沌振荡器电路
参考文献
第4章 单电子器件
4.1 单电子盒
4.2 单电子陷阱
4.3 单电子晶体管
4.3.1 SET的结构及原理
……
第5章 量子点器件
第6章 SETMOS混合器件
第7章 碳纳米管器件
第8章 纳电子器件应用中的问题
参数符号
缩略语
书摘插图
第2章 纳电子学基础
纳电子学是与微电子学不同的新领域,它是以纳米尺度物理现象为基础的,即纳结构体系中具有各种量子效应,并将其用于信号和数据处理的。而基于纳电子器件的电路结构具有超微小尺寸和超低功耗,这将成为人们设计新的纳电路与系统不竭的驱动力。纳电子器件的工作机理是以纳电子学理论为基础,当电子器件的尺寸接近纳米尺度时,纳米系统结构中已经不具有宏观体系的统计平均性,其物理现象是以量子效应为主要特性。本章将阐述纳电子学中最基本的物理现象和载流子输运规律,主要包括纳结构中的量子效应、Landauer-Bilttiker输运理论、单电子隧穿、库仑台阶和库仑振荡等,它们是纳电子器件的物理基础。
2.1 纳结构中量子效应
当器件尺寸接近德布罗意波长(de Broglie wavelength)量级(纳米尺度)时,量子效应对器件工作的影响将非常重要,主要表现为:电导量子化、载流子的弹道输运、单电子库仑阻塞效应、普适电导涨落和量子相干效应,等等。下面简要概述这些与纳电子器件相关的效应。
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