纳电子器件及其应用

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

l.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－Btittiker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 单一双稳转换逻辑单元的工作原理

3.5.3 单一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

4.3.2 SET的特性

4.3.3 多栅极SET的结构及原理

4.3.4 多栅极SET的L－V特性

4.3.5 SET的数值模拟方法和仿真模型

44单电子旋转门

4.5 单电子泵

4.6 单电子器件的模拟电路应用

4.6.1 超高灵敏静电计

4.6.2 单电子能谱仪

4.6.3 计量标准应用

4.6.4 红外辐射探测器

4.6.5 基于SET的模拟滤波器

4.6.6 基于SET的细胞神经网络

4.7 单电子器件的数字电路应用

4.7.1 基于SET的逻辑电路

4.7.2 单电子存储器

4.7.3 基于SET的数字滤波器

参考文献

第5章量子点器件

5.1 量子元胞自动机

5.1.1 量子元胞自动机的结构

5.1.2 量子元胞自动机的原理

5.1.3 量子元胞自动机的特性

5.2 量子元胞自动机基本电路

5.3 量子元胞自动机的仿真方法

5.3.1 元胞间哈特里逼近法

5.3.2 模拟退火法

5.3.3 遗传模拟退火法

5.3.4 QCADesignei软件仿真

5.3.5 SPICE模型仿真

5.4 量子细胞神经网络及其应用

5.4.1 量子细胞神经网络的机理

5.4.2 量子细胞神经网络的非线性特性

5.4.3 QCNN的追踪控制应用

5.4.4 QCNN的图像处理应用

5.5 量子元胞自动机逻辑电路及应用

5.5.1 基于量子元胞自动机的异或门和加法器设计

5.5.2 量子元胞自动机移位寄存器

5.5.3 量子元胞自动机存储器设计

5.5.4 量子元胞自动机数字电路设计方法

参考文献

第6章SETMOS混合器件

6.1 SETMOs混合器件结构及特性

6.1.1 SETMOS混合器件的结构

6.1.2 SElMOS混合器件的工作原理及特性

6.2 sETMOS混合器件的模型

6.2.1 SETM0s混合器件的模型建立

6.2.2 SETMOS混合器件的仿真

6.3 SETMOS混合器件模拟电路应用

6.3.1 SETMOS积分器

6.3.2 SElMOS滤波器

6.3.3 基于SETMOS混合器件的细胞神经网络

6.4 SETMOS混合器件数字电路应用

6.4.1 多值逻辑

6.4.2 逻辑门电路

6.4.3 sETMOS混合器件的数字电路应用

参考文献

第7章碳纳米管器件

7.1 碳纳米管的结构、电特性及制备方法

7.1.1 碳纳米管的结构

7.1.2 碳纳米管的电特性

7.1.3 碳纳米管的制备

7.2 碳纳米管场效应管

7.2.1 CNTFET的L－V特性曲线

7.2.2 P型和N型CNTFET

7.2.3 接触势垒

7.2.4 局部栅CNTFET

7.2.5 双极CNTFET

……

第8章 纳电子器件应用中的问题

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。