Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра электронных средств автоматизации и управления (ЭСАУ)
НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Тематический реферат по дисциплине “ГПО - 1”
Студент гр. 532
____________ К.К. Ахмедов
Руководитель
Ст. преп. каф ЭСАУ
____________ Ю.Б. Шаропин
Томск 2014
Оглавления
Введение 3
Глава 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ 5
1.1 Наноэлектроника. Предисловие 5
1.2 Туннелирование носителей заряда 6
1.3 Структуры с вертикальным переносом и квантовые сверхрешетки 7
1.4 Система параллельных квантовых ям 8
1.5 Одноэлектронное туннелирование 8
1.6 Приборы на одноэлектронном туннелировании 9
Глава 2. ОБЪЕМНЫЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ 11
2.1 Разупорядоченные твердотельные структуры 11
2.1.1 Методы синтеза 11
2.1.2 Основные свойства 12
2.1.3 Другие свойства 13
Глава 3. ПРИМЕНЕНИЕ КВАНТОВО- РАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР В ПРИБОРАХ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ 15
3.1 Лазеры с квантовыми ямами и точками 15
3.2 Фотоприемники на квантовых ямах 16
3.3 Нанокомпьютеры 18
3.4 How Nanorobots Are Made 19
3.4.1 Как Нанороботы Сделаны 20
3.4.2 Применения 20
Глава 4. Наноэлектроника в России 22
4.1 Государственные компании и программы 23
4.2 Частные предприятия 23
4.3 ЗАО «НПФ «Микран» 24
4.3.1 Деятельность 25
Продукция на основе GaAs и GaN чипов 25
Одно- и многофункциональные модули СВЧ, комплексированные устройства 25
Радиоэлектронные системы. Телекоммуникационное оборудование 25
4.4 Наноэлектроника СВЧ в ТУСУРе 26
Разработки НОЦ «Наноэлектроника» 29
Список использованных источников 31
Введение
Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров [1].
Наноэлектроника является новой областью науки и техники, формирующейся сегодня на основе последних достижений физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии и технологии полупроводниковой электроники. Ее содержание определяется необходимостью установления фундаментальных закономерностей, определяющих физико-химические особенности формирования наноразмерных структур (структур с размером от единиц до десятков нанометров, 1 нм = 10- 9 м), их электронные и оптические свойства. Исследования в области наноэлектроники важны для разработки новых принципов, а вместе с ними и нового поколения сверхминиатюрных супербыстродействующих систем обработки информации.
Первым электронным переключающим прибором был вакуумный диод, запатентованный в 1904 году англичанином Д.А. Флемингом. С тех пор развитие электроники отмечено изобретением и практическим освоением вакуумного триода (1906 год, Л. Де Форест и Р. Либен) и полупроводникового транзистора (1947 год, У. Браттейн, Дж. Бардин, У. Шокли), а затем интегральных микросхем на кремнии (1958-1959 годы), положившим начало новому направлению в электронике - микроэлектронике. Главной тенденцией этого развития является уменьшение размеров приборных структур. В современных интегральных микросхемах они составляют единицы и десятые доли микрона (1 мкм = 10- 6 м).
Уже в 70-80 годы в полупроводниковую технику вошли такие наноразмерные структуры как гетеропереходы, сверхрешетки, квантовые ямы и квантовые точки, синтезируемые на основе многокомпонентных соединений изменяющегося состава. Для их создания были разработаны соответствующие технологические процессы, представляющие собой логическое развитие и совершенствование полупроводниковой классики: эпитаксии, диффузии, имплантации, напыления, окисления и литографии. В производство электронных компонентов стали внедряться такие технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, ионно-плазменная обработка, ионно-лучевая имплантация, фотонный отжиг и многие другие [2].
По мере приближения размеров твердотельных структур к нанометровой области, а это образования из единиц и десятков атомов, все больше проявляются квантовые свойства электрона. В его поведении преобладающими становятся волновые закономерности, характерные для квантовых частиц. С одной стороны, это приводит к нарушению работоспособности классических транзисторов, использующих закономерности поведения электрона как классической частицы, а с другой - открывает перспективы создания новых уникальных переключающих, запоминающих и усиливающих элементов для информационных систем. Последние и являются основным объектом исследований и разработок новой области электроники - наноэлектроники, зародившейся в 80-х годах нашего века.
Основные задачи наноэлектроники
разработка физических основ работы активных приборов с нанометровыми размерами, в первую очередь квантовых;
разработка физических основ технологических процесов;
разработка самих приборов и технологий их изготовления;
разработка интегральных схем с нанометровыми технологическими размерами и изделий электроники на основе наноэлектронной элементной базы [3].
|
