Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 577346)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства (364,00 руб.)

0   0
Первый авторШишкин Г. Г.
АвторыАгеев И. М.
ИздательствоМ.: Лаборатория знаний
Страниц411
ID443465
АннотацияВ учебном пособии излагаются физические и технологические основы наноэлектроники, в том числе принципы функционирования и характеристики наноэлектронных устройств на базе квантово-размерных структур: резонансно-туннельных, одноэлектронных и спинтронных приборов. Рассматриваются особенности квантовых компьютеров, электронных устройств на сверхпроводниках, а также приборов нанобиоэлектроники. Каждая глава снабжена контрольными вопросами и заданиями для самоподготовки.
Кем рекомендованоГосударственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 210600 «Нанотехнология», 152200 «Наноинженерия», 210100 «Электроника и наноэлектроника»
Кому рекомендованоДля студентов технических вузов, аспирантов, преподавателей и практических специалистов в области электроники.
ISBN978-5-00101-731-8
УДК621.382(075.8)
ББК38.852+32.844.1
Шишкин, Г.Г. Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства : учеб. пособие / И.М. Агеев; Г.Г. Шишкин .— 4-е изд. (эл.) .— Москва : Лаборатория знаний, 2020 .— 411 с. : ил. — (Нанотехнологии) .— Дериватив. эл. изд. на основе печ. аналога (М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011); Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 411 с.); Систем. требования: Adobe Reader XI; экран 10" .— ISBN 978-5-00101-731-8 .— URL: https://rucont.ru/efd/443465 (дата обращения: 26.01.2022)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Так, уже в 1998 г. был создан транзистор на основе нанотехнологий. <...> % # ' ! ; ' $ < # = '# ' Рассмотрим важнейшую задачу квантовой механики, имею щую прямое отношение к наноэлектронике — это прохождение частицы через потенциальный барьер, или туннельный эффект. <...> Так, коэффициент про хождения D, или коэффициент прозрачности барьера, равный отношению |ψ(d)2| / |ψ(0)2|, в со ответствии с формулами (1.44, 1.45) записывается в виде - ,-2 D = e –2 ---d 2mU0 – E () . .,-24/ Таким образом, электроны могут проходить через потенциальные барьеры, превышающие их энергию. <...> < # В наноэлектронных структурах очень часто встречается слу чай движения электрона между двумя потенциальными барье рами. <...> '!' ? =@ - Сверхрешеткой называется периодическая структура, состоящая из тонких чередующихся в одном направ лении слоев полупроводников. <...> Наличие потенциала сверхрешетки существенно меняет зонную энергетическую структуру исход ных полупроводников. <...> Однако при некоторых упрощающих пред положениях (в частности о том, что потенциальные барьеры очень высокие и очень узкие) можно получить аналитическое выражение для решения, которое имеет следующий вид: где E0n = Е = E0n – Cn + (–1)nAn cos ka, π2 2 2ma2 --------------.,-42/ - n2 — уровни энергии (1.51) в одиночной беско нечно глубокой потенциальной яме шириной а; Сn, An — посто янные величины, зависящие, в частности, от проницаемости потенциального барьера. <...> Следует помнить, что образование минизон происходит толь ко при движении электронов вдоль оси сверхрешетки (перпен дикулярно плоскостям скачка потенциала) в отличие от обра зования энергетических зон при движении электронов вдоль любого направления в естественной кристаллической решетке. <...> Наличие потенциальных барьеров, ограничивающих движе ние электронов, приводит не только к возникновению диск ретных уровней энергии, но и меняет плотность разрешен ных состояний в зоне проводимости, что обусловлено принци пом запрета Паули для случая свободных частиц <...>
Наноэлектроника._Элементы,_приборы,_устройства.pdf
Г. Г. Шишкин, И. М. Агеев НАНОЭЛЕКТРОНИКА ЭЛЕМЕНТЫ ПРИБОРЫ УСТРОЙСТВА Учебное пособие 4е издание, электронное Рекомендовано Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э.Баумана» в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям 210600 «Нанотехнология», 152200 «Наноинженерия», 210100 «Электроника и наноэлектроника» Москва Лаборатория знаний 2020
Стр.2
УДК 621.382(075.8) ББК 38.852+32.844.1 Ш65 Шишкин Г. Г. Ш65 Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства : учебное пособие / Г. Г. Шишкин, И. М. Агеев. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 411 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-00101-731-8 В учебном пособии излагаются физические и технологические основы наноэлектроники, в том числе принципы функционирования и характеристики наноэлектронных устройств на базе квантово-размерных структур: резонансно-туннельных, одноэлектронных и спинтронных приборов. Рассматриваются особенности квантовых компьютеров, электронных устройств на сверхпроводниках, а также приборов нанобиоэлектроники. Каждая глава снабжена контрольными вопросами и заданиями для самоподготовки. Для студентов технических вузов, аспирантов, преподавателей и практических специалистов в области электроники. УДК 621.382(075.8) ББК 38.852+32.844.1 Деривативное издание на основе печатного аналога: Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства : учебное пособие / Г. Г. Шишкин, И. М. Агеев. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 408 с. : ил. — ISBN 978-5-9963-0638-1. Издание осуществлено при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы по лоту «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области нанотехнологий и наноматериалов», госконтракт № 02.740.11.0790 от 17 мая 2010 г. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-00101-731-8 ○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 1.Физические и технологические основы наноэлектроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 1. Теоретические основы наноэлектроники . . . . . . . . . . . . . 11.1. Основные положения квантовой механики, используемые в наноэлектронике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 9 9 11.2. Момент импульса и спин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 11.3. Магнитный резонанс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 11.4. Туннельный переход через потенциальный барьер . . . . . . . . 21 11.5. Квантовые потенциальные ямы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 11.6. Интерференционные эффекты в наноструктурах . . . . . . . . . 27 11.7. Элементы зонной теории и транспортные явления в наноразмерных структурах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 11.8. Сверхрешетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 11.9. Плотность энергетических состояний в низкоразмерных структурах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.10. Одноэлектроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1.11. Физические основы спинтроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Глава 2. Физические свойства наноструктур и наноструктурированных материалов . . . . . . . . . . . . . . . 54 12.1. Классификация низкоразмерных структур и наноматериалов 54 12.2. Свойства двумерных структур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 12.3. Свойства одномерных структур и материалов . . . . . . . . . . . . 76 12.4. Свойства углеродных наноструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 12.5. Свойства наночастиц и материалов с наночастицами . . . . . . 92 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Глава 3. Технология создания наноматериалов и наноструктур и методы их диагностики . . . . . . . . . . . . 97 13.1. Методы диагностики нанообъектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 13.2. Эпитаксиальные методы создания тонких пленок и гетероструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 13.3. Технология создания квантовых точек и нитей . . . . . . . . . . 112 13.4. Основные технологические методы создании углеродных наноматериалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 13.5. Методы зондового сканирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 13.6. Нанолитография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Стр.408
408 Оглавление Раздел 2.Наноэлектронные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Глава 4. Полупроводниковые гомо и гетероструктуры и приборы на их основе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 14.1. Электрические гомо и гетеропереходы . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 14.2. Туннельные диоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 14.3. Биполярные транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 14.4. Полевые транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Глава 5. Наноэлектронные приборы на основе квантоворазмерных структур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 15.1. Резонанснотуннельные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 15.2. Одноэлектронные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 15.3. Спинтронные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 15.4. Полупроводниковые фотоприборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 15.5. Полупроводниковые инжекционные лазеры и светодиоды . 290 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Глава 6. Базовые логические элементы квантовых компьютеров . 318 16.1. Общие сведения о квантовых компьютерах . . . . . . . . . . . . . . 318 16.2. Базовые элементы полупроводникового кремниевого квантового компьютера на основе ядерномагнитного резонанса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 16.3. Базовые элементы для квантовых компьютеров на квантовых точках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 16.4. Логические элементы квантовых компьютеров на сверхпроводниках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 Глава 7. Сверхпроводимость и электронные устройства на сверхпроводниках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 17.1. Основные свойства сверхпроводящего состояния . . . . . . . . . 342 17.2. Сверхпроводники 1го и 2го рода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 17.3. Джозефсоновские переходы и их модели . . . . . . . . . . . . . . . . 364 17.4. Аналоговые сверхпроводниковые устройства . . . . . . . . . . . . 374 17.5. Криотроны, логические элементы и элементы памяти на джозефсоновских переходах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 17.6. Электронные устройства, использующие ВТСП . . . . . . . . . . 389 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Глава 8. Нанобиоэлектроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 18.1. Общие положения и термины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 18.2. Электропроводные свойства ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 18.3. Приборы на основе биоэлектроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 18.4. Конечный биоавтомат Шапиро . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Стр.409