微電子學(xué)概論ch10納電子器(參考版)
2025-05-19 11:13本頁(yè)面
【正文】 。它可以是半導(dǎo)體納米材料或金屬納米材料。器件中的主要電荷遷移機(jī)制是非連續(xù)的單電子隧道穿越過(guò)程。 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?納電子器件的制造技術(shù) ?自上而下 ?自下而上（未獲突破） 下一頁(yè) 上一頁(yè) 自組織生長(zhǎng) (自下而上 ) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 可控的自下而上的組裝技術(shù) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?納電子器件所面臨的問(wèn)題 ?如何獲得性能穩(wěn)定的晶體管 ?如何組成納電子器件邏輯電路 ?解決納電子器件電路中的信息處理 下一頁(yè) 上一頁(yè) 單電子晶體管 ? 單電子晶體管是依據(jù)單電子隧道效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)的基本物理原理設(shè)計(jì)的納米結(jié)構(gòu)器件。 ? 只要電源能提供電子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間， q將超過(guò) qth ，隧道又暢通，接著 q又小于 qth， 阻塞又發(fā)生。如果它比電子的熱能 kBT大得多，電荷從一個(gè)極板到另一個(gè)極板的傳輸在低電壓時(shí)應(yīng)該受到抑制。 ? 對(duì)于一個(gè)納米尺寸的隙縫，電容量為 C。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 隧道效應(yīng) ? 微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱(chēng)為隧道效應(yīng)。 ? 小體系的這種單電子輸運(yùn)行為被稱(chēng)為庫(kù)侖堵塞效應(yīng)。 ? 庫(kù)侖堵塞能可以理解為前一個(gè)電子對(duì)后一個(gè)電子的庫(kù)侖排斥。體系越小， C越小， EC越大。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 庫(kù)侖堵塞現(xiàn)象 ? 當(dāng)體系的尺寸進(jìn)入到納米級(jí)，體系是電荷量子化的，即充放電過(guò)程是不連續(xù)的。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 電導(dǎo)量子化 ?滿(mǎn)足量子條件的電導(dǎo)率是因子（ e2/h）的函數(shù)， e2/h為電導(dǎo)量子。當(dāng) T=1時(shí)，電阻為 0。 2. 另一種是與經(jīng)典集成電路完全不同的、利用量子效應(yīng)構(gòu)成的全新的量子結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)量子器件，可能的器件模式有量子點(diǎn)、量子線、量子阱、單電子晶體管、單原子開(kāi)關(guān)、自旋電子器件、共振隧道器件等，目前還都處于了解基本現(xiàn)象的原理階段。 2. 工藝設(shè)備和研發(fā)的投資可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的回報(bào)。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 納電子學(xué) ? 電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)要求器件和系統(tǒng)更小、更快和更冷，即集成度更高、響應(yīng)和操作速度更快、功耗更底。 ? 晶體管是利用固體中自由載流子通過(guò)相對(duì)的兩個(gè)pn結(jié)，同時(shí)由基極注入結(jié)中的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大； MOS管是利用門(mén)（ g）電壓來(lái)控制（ s）和（ d）極間的電流實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。 宏觀量子隧道效應(yīng) 下一頁(yè) 上一頁(yè) OUTLINE 納米技術(shù)概述 納米半導(dǎo)體材料 ? 碳納米管和半導(dǎo)體納米線
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