Наноэлектроника, гетероструктуры
Наноэлектроника – область современной электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем и устройств на их основе. Разработка электронных устройств со сверхмалыми размерами; методы их получения.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | доклад |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.03.2019 |
Размер файла | 671,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)
Кафедра физической электроники (ФЭ)
Доклад
Наноэлектроника, гетероструктуры
С.С. Бойко
Томск 2018
Содержание
Введение
1. Физические основы наноэлектроники
1.1 Квантовое ограничение
1.2 Квантовые пленки, проволоки, точки
1.3 Туннельный эффект
2. Гетероструктуры
2.1 Разновидности гетеропереходов
3. Способы создания гетероструктур
3.1 Газовазовая эпитаксия
3.2 Молекулярно-лучевая эпитаксия
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Наноэлектроника - область современной электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем и устройств на их основе с размерами элементов менее 100 нм. электроника интегральный физический
Основная задача наноэлектроники состоит в разработке новых электронных устройств со сверхмалыми размерами, создании методов их получения и объединения в интегральные схемы. Научные исследования и технологические разработки в наноэлектронике опираются на передовые знания в области электроники, механики, материаловедения, физики, химии, биологии и медицине. И объединяет их объект исследований - структуры со сверхмалыми размерами и необычными для макромира свойствами.
Известно, что основной тенденцией развития всей электроники в целом является миниатюризация, или уменьшение массы и размеров электронных приборов и устройств. Последовательные технологические переходы от электротехнических компонентов - к электронным лампам, от ламп - к транзисторам, от транзисторов - к интегральным схемам позволили создать современные мобильные телефоны, карманные компьютеры, индивидуальные медицинские аппараты и многие другие продукты электроники, прочно вошедшие в жизнь современного человека.
В настоящее время увеличение плотности компоновки элементов в составе интегральной схемы возможно только за счет уменьшения их физических размеров. Очевидно, что эта закономерность не может действовать бесконечно и непрерывное уменьшение размеров электронных изделий должно когда-то и как-то закончиться. Тогда возникает вопрос: "А какие минимальные размеры могут иметь элементы современных микросхем?". Ответ на этот вопрос уже существует. Сегодня техника вплотную приблизилась к теоретической возможности запоминать и передавать 1 бит (состояния логического "0" или "1") информации с помощью одного электрона.
Таким образом, размеры элементов интегральных схем будут составлять всего несколько атомных слоев. Но при таких размерах элементов (порядка нескольких нанометров) законы классической физики уже перестают действовать, и поведение таких элементов описывается законами квантовой механики.
1. Физические основы наноэлектроники
Интегральные схемы становятся все более сложными и объединяют в себе все большее количество элементов, следовательно, должны уменьшаться размеры этих элементов. Эти размеры достигли долей микрона. В этот момент описание на языке классической физики теряет всякий смысл, и создатели вынуждены обратиться к квантовой механике.
В классической физике электроны, как и все другие частицы, движутся по траекториям. В любом случае, задав начальную координату и импульс, можно вычислить траекторию.
В квантовой механике картина движения совершенно иная. Эта теория не описывает движение по траектории. Здесь накладывается ограничение на точность, с которой могут быть заданы начальная координата и импульс электрона. Если координата электрона известна с точностью , то его импульс можно определить не точнее, чем
Где
эВ*с - приведенная постоянная Планка.
Это соотношение неопределенностей Гейзенберга. Из этого соотношения видно, что очень точное задание координаты электрона приводит к большой неопределенности импульса и, значит, направление, по которому будет двигаться электрон, предвидеть невозможно.
Физики уже накопили большой опыт в разработке приборов, действие которых основано на квантовомеханических принципах.
Укладывая атомы с точностью до одного-двух слоев, можно создавать искусственные кристаллы, молекулы и атомы с заданными свойствами. Такие полупроводниковые структуры имеют размеры порядка нескольких нанометров. Можно выделить несколько основных типов микроструктур: квантовые ямы, нити, точки, сверхрешетки.
Поведение подвижных носителей заряда (электронов и дырок) в наноразмерных структурах определяют три группы фундаментальных явлений: квантовое ограничение, баллистический транспорт и квантовая интерференция, а также туннелирование. Все эти эффекты по своему происхождению представляют собой типичные квантово-механические явления.
1.1 Квантовое ограничение
B низкоразмерной структуре свободное движение электрона ограничено, по крайней мере, в одном направлении. B данном направлении (пусть это будет направление вдоль оси х) потенциальная энергия электрона может быть представлена в виде бесконечно глубокой потенциальной ямы (потенциальная яма - ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне её). (рис. 1)
Рис. 1
Если ширина ямы вдоль оси x равна а, то в области 0 < х < а электрон имеет нулевую потенциальную энергию. Бесконечно высокий потенциальный барьер делает невозможным нахождение электрона за границами этой области.
Таким образом, волновая функция электрона должна обращаться в нуль на границах потенциальной ямы, т. е. при х = 0 и х = а. Такому условию отвечает с длиной волны:
(n=1,2,3,...)
Соответствующие разрешенные значения волнового вектора дискретны и равны:
(Волновой вектор - векторная величина, модуль которой равен волновому числу, а направлением совпадает с направлением распространения волнового фронта)
Тогда энергии разрешенных энергетических состояний будут равны:
где m- эффективная масса электрона (эффективная масса, величина, имеющая размерность массы, характеризующая динамические свойства квазичастиц. Например, движение электронов проводимости в кристалле под действием внешней силы и сил со стороны кристаллической решетки может быть описано как движение свободного электрона, но с эффективной массой, отличной от массы свободного электрона).
Целое число n является квантовым числом, обозначающим квантовое состояние (квантовое состояние - любое возможное состояние, в котором может находиться квантовая система). Таким образом, электрон, помещенный в ограниченную область пространства, может занимать только дискретные энергетические уровни. Самое низкое состояние (n = 1) имеет энергию:
т.е. больше нуля. Ненулевая минимальная энергия отличает квантово-механическую систему от классической, для которой энергия частицы, находящейся на дне потенциальной ямы, равна нулю. Кроме того, разрешённые значения энергии для электрона оказываются квантованными.
Конечное (ненулевое) минимальное значение энергии электронов и дискретность разрешенных энергетических состояний для них в наноструктуре, возникающие как следствие квантово-волнового поведения электрона в замкнутом пространстве, называют эффектом квантового ограничения.
1.2 Квантовые пленки, проволоки, точки
В твердых телах квантовое ограничение может быть реализовано в трех пространственных направлениях. Количество направлений в твердотельной структуре, в которых эффект квантового ограничения отсутствует, используется в качестве критерия для классификации элементарных наноструктур по трем группам. Это - квантовые пленки, квантовые проволоки и квантовые точки.
Квантовые пленки - это двумерные (2D) структуры, в которых квантовое ограничение действует только в одном направлении - по толщине пленки. Носители заряда в квантовых пленках свободно двигаются в плоскости ху. Их общая энергия складывается из квантованных значений, определяемых эффектом квантового ограничения в направлении z (в соответствии с толщиной пленки , и непрерывных составляющих в направлениях х и у:
+
Электроны в квантовых пленках обычно называют двумерным электронным газом.
Квантовые проволоки (иначе называемые квантовыми нитями или квантовыми шнурами) - это одномерные (1D) структуры, в которых квантовое ограничение действует в двух направлениях. Соответственно, носители заряда могут свободно двигаться в квантовой проволоке только в одном направлении - вдоль оси проволоки. Таким образом, кинетическая составляющая только вдоль одного направления и квантованные значения энергии вносят вклад в общую энергию носителя заряда. Исследования квантовых нитей будут продолжены, и возможности практического приборного применения подобных структур изучены еще недостаточно. Четко просматривается пока одна такая область, связанная с полупроводниковыми лазерами.
Квантовые точки - это нуль-мерные (0D) структуры, в которых движение носителей заряда ограничено во всех трех направлениях. Энергетические состояния при этом оказываются также квантованными во всех трех направлениях. Квантовые точки иногда называют искусственными атомами.
Для приборных применений квантовые точки используются в лазерах и светодиодах для ближнего ИК диапазона. В фотоприемниках для среднего ИК диапазона и в специфическом приборе - одноэлектронном транзисторе.
Рис. 2
Квантовые пленки, проволоки, точки
Квантовые пленки, квантовые проволоки и квантовые точки являются элементарными низкоразмерными наноструктурами, которые следует рассматривать в определенном смысле как идеализированные объекты, представляющие фундаментальные следствия проявления эффекта квантового ограничения. Очевидно, что наноструктуры, имеющие практический интерес, должны располагаться на какой-либо подложке и иметь контакт с другими структурами и функциональными элементами. Более того, приборные применения требуют комбинации элементарных структур. Вместе с этим, несмотря на значительное расширение гаммы квантово-механических эффектов, проявляющихся в сложных комбинированных структурах, отмеченные закономерности квантового ограничения остаются доминирующими.
1.3 Туннельный эффект
Туннельный эффект (туннелирование) - прохождение частицы (или системы) сквозь область пространства, пребывание в которой запрещено классической механикой. Наиболее известный пример такого процесса - прохождение частицы сквозь потенциальный барьер, когда её энергия Е меньше высоты барьера U. В классической физике частица не может оказаться в области такого барьера и тем более пройти сквозь неё, так как это нарушает закон сохранения энергии. Однако в квантовой физике ситуация принципиально другая. Квантовая частица не движется по какой-либо определенной траектории. Поэтому можно лишь говорить о вероятности нахождения частицы в определенной области пространства ДрДх > ћ. При этом ни потенциальная, ни кинетическая энергии не имеют определенных значений в соответствии с принципом неопределенности. Допускается отклонение от классической энергии Е на величину ДЕ в течение интервалов времени t, даваемых соотношением неопределённостей ДЕДt > ћ/2.
При подлете к потенциальному барьеру частица пройдет сквозь него лишь с какой-то долей вероятности, а с какой-то отразится. Туннельный эффект характеризуется коэффициентом прозрачности барьера D. Коэффициент прозрачности определяет вероятность прохождения частицы сквозь барьер.
Чем толще барьер, тем меньше вероятность прохождения сквозь него.
Для простейшего случая, прямоугольного барьера:
Рис 3.
)
где - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы барьера.
d - толщина барьера.
Туннельный эффект характерен тем, что при туннелировании энергия частиц не меняется. Они покидают барьер с той же энергией, с какой в нее входят.
Рассмотрим потенциальный барьер произвольной формы.
Рис 4.
Пусть он разбит на n очень узких барьеров шириной x и высотой U(x) каждый. Поток частиц, прошедших через один потенциальный барьер, будет потоком частиц, падающих на следующий. Тогда коэффициент прохождения через все барьеры будет равен произведению коэффициентов прохождения через каждый.
Время туннелирования очень мало: порядка с.
Туннельный эффект играет большую роль в электронной технике. На его основе созданы туннельные диоды, разрабатываются активные пленочные элементы.
2. Гетероструктуры
В современной микроэлектронике все больший интерес представляет применение более сложных полупроводниковых структур, которые образуются при совместном использовании материалов разного вида. В качестве простого примера можно вспомнить об уникальных свойствах переходов металл-полупроводник и создаваемых на их основе диодов, биполярных и полевых транзисторов Шоттки. Но еще более перспективными являются приборы, в которых для создания полупроводниковых структур совместно используются разные химические элементы. Такие структуры называются гетерогенными или гетероструктурами). А основным элементом гетероструктур различного типа является гетеропереход.
Гетерогенный переход (гетеропереход) - это переход, который образуется в месте контакта различных по химическому составу полупроводников. Гетеропереход может быть образован между двумя монокристаллическими или двумя аморфными полупроводниками, а также между монокристаллическим и аморфным полупроводниками. Однако, наибольшее практическое значение имеют гетеропереходы, образованные монокристаллами. В таком гетеропереходе кристаллическая решетка одного материала без нарушения периодичности переходит в решетку другого материала.
Различают изотипные и анизотипные гетеропереходы. Если гетеропереход образован двумя полупроводниками одного типа проводимости, то говорят об изотипном гетеропереходе. Анизотипные гетеропереходы образуются полупроводниками с разным типом проводимости.
Как изотипный, так и анизотипный гетеропереходы могут обладать выпрямляющим эффектом (выпрямляющий переход) или не обладать (омический переход). На практике находят применение практически все виды гетеропереходов, а обладающие уникальными свойствами и эффективностью, электронные приборы, создаваемые на основе гетероструктур все более распространяются в самых разных сферах - оптоэлектроника, СВЧ-схемотехника и др.
На границе гетероперехода происходит изменение многих свойств полупроводникового материала - структуры энергетических зон, ширины запрещённой зоны, эффективных масс носителей заряда, их подвижности и т. д. Детальный характер таких изменений определяется тем, какие материалы выбраны для создания гетероперехода, а также самой его конструкцией и технологией изготовления (широкий/узкий, плавный/резкий, характером и количеством дефектов и т.п.). Для общего анализа процессов в гетеропереходе важно учитывать не только состав и концентрацию примесей в полупроводниках, но и различия в энергетических зонах, которые возникают из-за разного химического состава используемых материалов.
Одним из важнейших параметров любого полупроводника, определяющим его поведение при приложении внешних воздействий различного типа, является ширина запрещенной зоны (энергия, необходимая электрону, для перехода из зоны валентности в зону проводимости). Имея в своем распоряжении материалы с различными значениями ширины запрещенной зоны, можно формировать гетеропереходы с существенно различающимися свойствами. В общем случае это позволяет создавать как выпрямляющие переходы на структурах с одинаковым типом проводимости (n-n+, p-p+), так и омические (невыпрямляющие) анизотипные p-n-переходы.
Для примера рассмотрим гетеропереход, образованный при использовании двух полупроводников с разными типами проводимости и разной шириной запрещенной зоны - германий p-типа (p-Ge) и арсенид галлия n-типа (n-GaAs). Эти материалы имеют ширину запрещенной зоны 0,66 эВ (германий) и 1,42 эВ (арсенид галлия), они образуют анизотипный выпрямляющий гетеропереход.
Рис. 5 Гетеропереход p-Ge/n-GaAs в состоянии равновесия.
В обычном состоянии из-за разной термодинамической работы выхода отличается и потенциальная энергия электронов в разных полупроводниках. Однако, в месте контакта этих полупроводников, как и в случае обычного p-n-перехода, электроны начнут перетекать из полупроводника с меньшей работой выхода в полупроводник с большей (из германия в арсенид галлия, в приведенном примере). Это будет происходить до тех пор, пока диффузионный ток не будет скомпенсирован дрейфовым током носителей заряда под воздействием поля, создаваемого избыточными носителями. При этом возникнет контактная разность потенциалов и образуется область пространственного заряда.
Для лучшего понимания указанных процессов удобнее всего использовать так называемые зонные диаграммы, на которых изображаются энергетические уровни для зоны проводимости и валентной зоны материалов, составляющих гетеропереход. Конечно, точный вид такой диаграммы зависит от многих факторов и для реальных гетероструктур может сильно отличаться от идеализированной картины - значение имеет глубина взаимной диффузии полупроводников, наличие разнообразных дефектов и поверхностных состояний, форма и размер контакта и др.
Тем не менее, из представленной на рисунке 5 зонной диаграммы можно выявить некоторые принципиальные особенности рассматриваемого гетероперехода p-Ge/n-GaAs:
Из-за различий в контактирующих полупроводниках, дно зоны проводимости первого полупроводника выходит на плоскость контакта в точке, не совпадающей в общем случае с точкой выхода на эту плоскость дна зоны проводимости второго полупроводника - формируется разрыв зоны проводимости (). Аналогичным образом формируется и разрыв валентной зоны ().
На зонной диаграмме гетероперехода можно наблюдать, что при сращивании дна зоны проводимости на границе перехода образуется своеобразный "пичок", величина которого равна:
=?,
где , - электронное сродство германия и арсенида галлия соответственно.
А при сшивании вершины валентной зоны в области перехода имеет место "разрыв" . Величина этого "разрыва" равна:
=??+?=
=?+(?)
где , - ширина запрещенной зоны для германия и арсенида галлия соответственно.
Проводя анализ конкретного перехода p-Ge/n-GaAs, важно, тем не менее, отметить тот факт, что аналогичные "пички" и "разрывы" энергетических уровней , в области перехода могут наблюдаться при самых разных комбинациях материалов гетероперехода.
В области "пичка" (как это показано на зонной диаграмме) для электронов или дырок фактически реализуется потенциальная яма. Расчеты электрического поля в этой области показывают, что его значение может достигать величины E?106В/см. По этой причине электронный газ локализуется в узкой пространственной области вблизи металлургической границы гетероперехода. Для описания данного явления используют понятие двумерного электронного газа. Физические свойства двумерного электронного газа существенно отличаются от свойств трехмерного электронного газа. Для двумерного электронного газа меняется плотность квантовых состояний в разрешенных зонах.
2.1 Разновидности гетеропереходов
Следует заметить, что при использовании разных полупроводниковых материалов показанные выше "разрывы" зон могут быть как положительными так и отрицательными. В зависимости от их взаимного расположения различают следующие разновидности гетеропереходов:
· Наиболее известен случай, когда края зон полупроводника с более широкой запрещенной зоной "охватывают" края зон полупроводника c узкой зона. При этом полупроводник с узкой зоной на зонной диаграмме оказывается как-бы "вставленным" в широкую зону первого полупроводника, и скачки потенциала на гетерогранице для зоны проводимости и валентной зоны имеют противоположные знаки. В литературе данный тип гетероперехода называют охватывающим гетеропереходом или гетеропереходом I типа, а также стандартным.
· Для некоторых пар полупроводников и зона проводимости, и валентная зона на гетерогранице могут быть сдвинуты по энергии в одном направлении. При этом реализуется такая зонная структура, в которой дно зоны проводимости одного полупроводника расположено с одной стороны от границы раздела перехода, а потолок валентной зоны другого полупроводника - с другой. Сама гетероструктура образует "ступеньку". и в случае, когда один из разрывов зон положителен, а другой отрицателен, говорят о ступенчатом гетеропереходе или гетеропереходе II типа.
· Для гетеропереходов II типа возможен вариант, когда запрещенные зоны вообще не перекрываются по энергии. Если ступенчатое расположение зон довести до разрыва в запрещенной зоне, тогда дно зоны проводимости одного полупроводника будет расположено по энергии ниже потолка валентной зоны другого. Такой гетеропереход называется разрывным гетеропереходом II типа. Многие авторы относят разрывные гетеропереходы к гетеропереходам III типа, что неверно (хотя от частоты употребления и неверная трактовка вполне себе прижилась).
· Cуществуют вещества, такие как теллурид ртути (HgTe), обладающие свойствами так называемых топологических изоляторов. Данное свойство имеет квантовую природу и обусловлено несимметричностью кристаллической решетки вещества. На поверхности топологического изолятора в его зонной структуре возникают аномалии, которые формируют так называемую инвертированную зонную структуру, для которой характерно то, что верхняя граница валентной зоны оказывается по уровню энергии выше нижней границы зоны проводимости. Это становится возможным с учетом того, что спин электрона становится связанным с его импульсом, т.е. и зонная структура выглядит по-разному для движущихся и неподвижных носителей заряда. Важным условием для формирования слоя с инвертированной зонной структурой является очень малая толщина кристалла (в глубине кристалла свойства топологического изолятора не проявляются). Гетеропереходы, образованные обычным полупроводником и материалом с инвертированной зонной структурой, относятся к гетеропереходам III типа.
Рис 6. Зонные диаграммы для гетеропереходов разных типов
Разные типы гетероструктур могут проявлять различные свойства. Так, например, в оптоэлектронике различают пространственно прямые и непрямые оптические переходы (рекомбинация электрона и дырки с излучением кванта света). В гетеропереходах I типа заполненные состояния в зоне проводимости находятся с той же стороны от гетерограницы, что и заполненные состояния в валентной зоне. В этом случае оба типа носителей заряда находятся и излучательно рекомбинируют в одном и том же материале (пространственно прямой оптический переход).
Особенностью гетероперехода II типа является то, что электроны и дырки локализуются по разные стороны границы раздела. Несмотря на это, волновые функции электронов и дырок перекрываются на гетерогранице за счет туннельного проникновения, и становится возможной излучательная рекомбинация (пространственно непрямой оптический переход). Важным практическим следствием здесь является тот факт, что энергия излучаемого кванта света (и определяемая ей длина волны излучения) не равна разнице между энергетическими уровнями валентной зоны и зоны проводимости, и может быть меньше ширины запрещенной зоны используемого полупроводника.
Гетероструктуры позволяют создавать электронные устройства с повышенным быстродействием и информационной емкость. Лазер с двойной гетероструктурой применяется в проигрывателе компакт-дисков, а содержащие гетероструктуры солнечные элементы широко используются как для космических, так и для земных программ.
3. Способы создания гетероструктур
3.1 Газовазовая эпитаксия
Рис. 7 Газовазовая эпитаксия
Метод химического осаждения из газовой фазы (ГФЭ/CVD) - газофазовой эпитаксия заключается в том, что компоненты получаемой пленки транспортируют в виде паров их летучих соединений в реактор, где на подложке происходит разложение паров и образование пленки требуемого состава. Химическое осаждение позволяет получать высокочистые твердые материалы.
Одной из распространенных разновидностей ГФЭ / CVD является химическое осаждение из газовой фазы с использованием металлорганических соединений (МОГФЭ / MOCVD) - метод получения материалов путём термического разложения металлорганических соединений, содержащих необходимые для осаждения химические элементы. В зависимости от давления в реакторе, метод делится на осаждение из газовой фазы при атмосферном давлении (APCVD), пониженном давлении (LPCVD) и низком давлении < 10-6Па (UHVCVD). Пониженное давление снижает вероятность нежелательных реакций в газовой фазе и способствует более равномерному осаждению пленки на подложку при более низких температурах (низкотемпературное осаждение).
Химическое осаждение позволяет получать различные морфологические типы материалов: тонкие и толстые пленки, пленочные гетероструктуры, монокристаллы, стекла. Дает возможность получения нитевидных кристаллов и колончатых структур, эпитаксиальных пленок. Позволяет наносить покрытия на детали сложной формы, практически любой конфигурации и размера. В настоящее время метод CVD широко применяется в производстве полупроводников, оптоэлектроники, режущих инструментов, огнеупорных волокон, фильтров, и т. д.
3.2 Молекулярно-лучевая эпитаксия
Рис. 8
Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ / MBE) - метод эпитаксиального выращивания тонких пленок в условиях сверхвысокого вакуума (до 10?8Па), при котором молекулярные или атомарные пучки направляются на монокристаллическую нагретую подложку. В одной ростовой камере располагается несколько ячеек, в каждой из которых размещены основные компоненты пленок и материалы легирующих примесей. Эпитаксиальный рост происходит на нагретой подложке. Подобное устройство источников материалов роста дает возможность получения сверхтонких слоев с контролируемой концентрацией составляющих материалов и толщиной, структур со сложным составом и со сложным профилем легирования. Высокий уровень вакуума обеспечивает чистоту получаемых слоев.
Большим преимуществом эпитаксии MBE является возможность использования ряда прецизионных методов контроля роста материала insitu (масс-спектрометр, оже-спектрометр, дифрактометр быстрых и медленных отраженных электронов и т.д.). Молекулярно-пучковая эпитаксия MBE характеризуется малой скоростью роста и относительно низкой температурой роста. К достоинствам этого метода MBE следует отнести возможность резкого прерывания и последующего возобновления поступления на поверхность подложки молекулярных пучков различных материалов, что наиболее важно для формирования многослойных структур с резкими границами между слоями.
Заключение
Термин "наноэлектроника" логически связан с термином "микроэлектроника" и отражает переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области. Этот процесс развития технологии отражает эмпирический закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые полтора-два года.
Однако принципиально новая особенность наноэлектроники связана с тем, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты. Появляется новая номенклатура свойств, открываются новые заманчивые перспективы их использования. Если при переходе от микро- к наноэлектронике квантовые эффекты во многом являются паразитными, (например, работе классического транзистора при уменьшении размеров начинает мешать туннелирование носителей заряда), то электроника, использующая квантовые эффекты, - это уже основа новой, так называемой наногетероструктурной электроники.
Список используемой литературы
1. П.Е. Троян, Ю.В. Сахаров. Наноэлектроника - Т.: ТУСУР, 2010.-88 с.
2. Чаплыгин Ю.А. Нанотехнологии в электронике М.: Техносфера,2005-448 с.
3.Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М., 2006. С.32-45
4. Щука А.А. Электроника: учебное пособие - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Динамический режим работы усилителя. Расчет аналоговых электронных устройств. Импульсные и широкополосные усилители. Схемы на биполярных и полевых транзисторах. Правила построения моделей электронных схем. Настройка аналоговых радиотехнических устройств.
презентация [1,6 M], добавлен 12.11.2014История развития нанотехнологии. Наноэлектронные приборы и устройства. Разработка основ работы активных приборов с нанометровыми размерами, в первую очередь квантовых. Проблемы и перспективы развития нанонауки (электроники и оптоэлектроники) в России.
реферат [964,0 K], добавлен 12.11.2016Автоматизация конструирования. Разработка схем цифровых устройств на основе интегральных схем разной степени интеграции. Требования, методы и средства разработки печатных плат. Редактор АСП DipTrace. Требования нормативно-технической документации.
отчет по практике [2,9 M], добавлен 25.05.2014Основные методы проектирования и разработки электронных устройств. Расчет их статических и динамических параметров. Практическое применение пакета схемотехнического моделирования MicroCap 8 для моделирования усилителя в частотной и временной областях.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 23.07.2013Основные положения алгебры логики. Составление временной диаграммы комбинационной логической цепи. Разработка цифровых устройств на основе триггеров, электронных счётчиков. Выбор электронной цепи аналого-цифрового преобразования электрических сигналов.
курсовая работа [804,2 K], добавлен 11.05.2015Параметры и свойства устройств обработки сигналов, использующих операционного усилителя в качестве базового элемента. Изучение основных схем включения ОУ и сопоставление их характеристик. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств.
реферат [201,0 K], добавлен 21.08.2015Обобщенная структура линейных электронных схем с дифференциальными операционными усилителями. Особенность структуры и свойств электронных устройств с безынерционными цепями обратной связи. Собственная компенсация частотных свойств активных элементов.
реферат [800,0 K], добавлен 05.03.2011Функции источников питания электронных устройств. Основные параметры однофазных выпрямителей и сглаживающих фильтров. Расчет однофазных мостовых выпрямителей, работающих на емкостных и Г- образных фильтрах RC, расчет резистивно-емкостных фильтров.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 27.12.2010Определение количественных и качественных характеристик надежности устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Анализ вероятности безотказной работы устройств, частоты и интенсивности отказов. Расчет надежности электронных устройств.
курсовая работа [625,0 K], добавлен 16.02.2013Понятие электронного усилителя, принцип работы. Типы электронных усилителей, их характеристики. Типы обратных связей в усилителях и результаты их воздействия на работу электронных схем. Анализ электронных усилителей на основе биполярных транзисторов.
курсовая работа [540,7 K], добавлен 03.07.2011Надежность электронных компонентов, туннельный пробой в них и методы его определения. Надежность металлизации и контактов интегральных схем, параметры их надежности. Механизм случайных отказов диодов и биполярных транзисторов интегральных микросхем.
реферат [420,4 K], добавлен 10.12.2009Когерентные и некогерентные методы детектирования. Каналы передачи. Оптимальные схемы частотного детектора. Основные параметры считывающих электронных устройств: погрешность, время синхронизации. Назначение и классификация устройств фазирования по циклам.
контрольная работа [81,6 K], добавлен 01.11.2011Электрофизические свойства полупроводниковых материалов, их применение для изготовления полупроводниковых приборов и устройств микроэлектроники. Основы зонной теории твердого тела. Энергетические зоны полупроводников. Физические основы наноэлектроники.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 28.03.2016Описание структурной и функциональной схем электронных часов, выбор элементной базы. Разработка счетчика времени с системой управления на базе микроконтроллера. Экономический расчет затрат на проектирование, разработку и сборку макета электронных часов.
дипломная работа [223,5 K], добавлен 26.07.2015Методика и основные этапы разработки устройства формирования управляющих сигналов с "жесткой" логикой работы. Особенности применения современных электронных компонентов при разработке электронных устройств, способы оформления технической документации.
курсовая работа [557,0 K], добавлен 04.01.2014Анализ методики проектирования и расчета электронных устройств. Разработка функциональной, принципиальной схем устройства аналого-цифрового преобразования. Расчет транзисторного ключа. Генератор тактовых импульсов. RS триггеры и логические элементы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.03.2012Применение булевой алгебры при анализе и синтезе цифровых электронных устройств. Реализация логических функций в разных базисах. Параметры и характеристики цифровых интегральных микросхем. Структура локальной микропроцессорной системы управления.
книга [3,6 M], добавлен 20.03.2011Понятие, задачи и проблемы автоматизации проектирования сложных электронных систем. Структура комплекса аппаратно-программных средств САПР. Описание микросхемного, регистрового, вентильного и кремниевого уровней представления мультипроцессорных систем.
реферат [153,5 K], добавлен 11.11.2010Алгоритмические методы широко используются для измерения и расчёта параметров математических моделей радиокомпонентов в системах автоматизированного проектирования электронных схем. Для их проектирования используются электронно-вычислительные машины.
диссертация [376,4 K], добавлен 15.12.2008Обзор существующих методов передачи информации. Передача дискретных сообщений и виды манипуляции. Преобразование непрерывного сообщения в цифровую форму. Методы повышения помехоустойчивости систем передачи информации. Разработка схемных решений устройств.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.10.2013