Наноэлектроника, Щука А.А., 2015

Наноэлектроника, Щука А.А., 2015.

   Рассмотрены основные направления развития современной электроники, использующей физические эффекты, имеющие место в наноструктурах. Проанализированы пути перехода от микро- к наноэлектронным приборам, приведены описания нанотехнологических процессов, элементов и приборов наноэлектроники и новых материалов, с которыми тесно связано развитие приоритетной области нанонауки и нанотехнологии.
Для студентов по направлениям подготовки «Прикладные математика и физика», «Электроника и наноэлектроника», «Нанотехнологии и микросистемная техника», а также для аспирантов и научных работников, специализирующихся в области наноэлектроники и нанотехнологий.




Микроэлектроника как мотор прогресса.
Микроэлектроника сегодня — одна из главных компонент высоких технологий, мотор научно-техническою прогресса. Действительно, мотор, или двигатель (от латинскою Motor — приводящий в движение) представляет собой устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в движение вперед, на нуги прогресса общества. А ведь прогресс (от латинского Progressus — движение вперед, успех) — направление развития от низшего к высшему, поступательное движение вперед. Различают некоторые аспекты прогресса как глобального, всемирно-исторического процесса восхождения человеческих обществ от примитивных состояний к вершинам цивилизованного состояния, основанною на высших научно-технических, политико-правовых, нравственно-этических достижениях.

Рассмотрим некоторые аспекты развития микроэлектроники как мотора научно-технического npoipecca человечества в целом и нашей России в частности.

Социальный аспект. Кремниевая микроэлектроника сформировалась как отрасль промышленности в начале 70-х годов прошлого века. Гордон Мур — один из основателей всемирно известной компании «Intel», производителя микропроцессоров, — в 1970-х годах вывел два эмпирических закона. Первый (оптимистический) закон Мура гласит, что объем пространства, занимаемый транзисторной структурой в чипе, сокращается вдвое примерно каждый год (рис. 1.1). В 1980-1990-е годы проектные нормы и число элементов на кристалле стали удваиваться каждые два года. Ныне этот период достигает трех лет.

Содержание.
Предисловие.
Глава 1. От микро- к наноэлектронике.
1.1. Микроэлектроника как мотор прогресса.
1.2. Наноэлектроника — путь «обогнать не догоняя».
1.3. Наноэлектронные приборы и устройства.
Контрольные вопросы к главе 1.
Литература к главе 1.
Глава 2. Методы нанотехнологии.
2.1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур.
2.1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
2.1.2. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений.
2.1.3. Формирование структур на основе коллоидных растворов.
2.1.4. Золь–гель-технология.
2.1.5. Атомно-слоевое осаждение.
2.1.6. Технология сверхтонких пленок металлов и диэлектриков.
Контрольные вопросы к разделу 2.1.
Литература к разделу 2.1.
2.2. Наноформообразование.
2.2.1. Гетеропленки.
2.2.2. Формирование полупроводниковых и металлических нановолокон и спиралей.
2.2.3. Наногофрированные структуры.
2.2.4. Технология создания квантовых точек.
2.2.5. Нанопечатная литография.
2.2.6. Ионный синтезквантовых наноструктур.
Контрольные вопросы к разделу 2.2.
Литература к разделу 2.2.
2.3. Методы зондовой нанотехнологии.
2.3.1. Физические основы зондовой нанотехнологии.
2.3.2. Контактное формирование нанорельефа.
2.3.3. Бесконтактное формирование нанорельефа.
2.3.4. Локальная глубинная модификация поверхности.
2.3.5. Межэлектродный массоперенос.
2.3.6. Электрохимический массоперенос.
2.3.7. Массоперенос из газовой фазы.
2.3.8. Локальное анодное окисление.
2.3.9. Литография с помощью сканирующего
туннельного микроскопа.
2.3.10. Совместное использование лазера и СТМ в нанолитографии.
Контрольные вопросы к разделу 2.3.
Литература к разделу 2.3.
2.4. Технологии самоорганизации структур.
2.4.1. Процессы самоорганизации в природе.
2.4.2. Химическая самосборка.
2.4.3. Самоорганизация наноструктур.
Контрольные вопросы к разделу 2.4.
Литература к разделу 2.4.
2.5. Технология фотонных кристаллов.
2.5.1. Методы упорядочивания наноструктур.
2.5.2. Синтезинвертированных фотонных кристаллов.
2.5.3. Бестемплатный синтезфотонных кристаллов.
2.5.4. Технология селективного травления.
2.5.5. Синтезфотонных кристаллов с контролируемой шириной запрещенной зоны.
2.5.6. Другие технологии создания фотонных кристаллов.
Контрольные вопросы к разделу 2.5.
Литература к разделу 2.5.
2.6. Графеновые технологии.
Литература к разделу 2.6.
Глава 3. Материалы наноэлектроники.
3.1. Полупроводниковые структуры.
3.1.1. Масштабы и свойства материалов.
3.1.2. Гетеропереходы.
3.1.3. Гетероструктуры.
3.1.4. Сверхрешетки.
Контрольные вопросы к разделу 3.1.
Литература к разделу 3.1.
3.2. Углеродные наноматериалы.
3.2.1. Аллотропные модификации углерода.
3.2.2. Алмазные пленки.
3.2.3. Графен — двумерный монокристалл.
3.2.4. Нанотрубки.
3.2.5. Фуллерены.
Контрольные вопросы к разделу 3.2.
Литература к разделу 3.2.
3.3. Мультиферроики.
3.3.1. Классификация мультиферроиков.
3.3.2. Магнитные полупроводники.
3.3.3. Спин-электронные слоистые структуры.
Контрольные вопросы к разделу 3.3.
Литература к разделу 3.3.
3.4. Полимерные материалы. Органические проводники и полупроводники.
Контрольные вопросы к разделу 3.4.
Литература к разделу 3.4.
3.5. Фотонные кристаллы.
Контрольные вопросы к разделу 3.5.
Литература к разделу 3.5.
3.6. Пленки поверхностно-активных веществ.
3.6.1. Пленки Ленгмюра–Блоджетт.
3.6.2. Свойства ленгмюровских пленок.
Контрольные вопросы к разделу 3.6.
Литература к разделу 3.6.
3.7. Бионаноструктуры. ДНК как составляющая наноструктур.
Контрольные вопросы к разделу 3.7.
Литература к разделу 3.7.
Глава 4. Элементы и приборы наноэлектроники.
4.1. Нанотранзисторные структуры на традиционных материалах.
4.1.1. Кремниевые транзисторы с изолированным затвором.
4.1.2. КНИ-транзисторы.
4.1.3. Транзисторы на структурах SiGe.
4.1.4. Многозатворные транзисторы.
4.1.5. Гетеротранзисторы.
4.1.6. Гетероструктурный транзистор на квантовых точках.
4.1.7. Биполярные транзисторы.
4.2. Нанотранзисторные структуры на новых материалах.
4.2.1. Нанотранзисторы на основе углеродных нанотрубок.
4.2.2. Нанотранзисторы на основе графена.
4.2.3. Спиновой нанотранзистор.
4.2.4. Наноэлектромеханический транзистор.
4.2.5. Успехи и перспективы транзисторостроения.
Контрольные вопросы к разделам 4.1. и 4.2.
Литература к разделам 4.1. и 4.2.
4.3. Основы одноэлектроники.
4.3.1. Эффект одноэлектронного туннелирования.
4.3.2. Транзисторные структуры одноэлектроники.
4.3.3. Устройства на одноэлектронных транзисторах.
Контрольные вопросы к разделу 4.3.
Литература к разделу 4.3.
4.4. Спинтроника.
4.4.1. Свойства магнитоупорядоченных структур.
4.4.2. Приборы на магнитостатических волнах.
4.4.3. Приборы спинтроники.
Контрольные вопросы к разделу 4.4.
Литература к разделу 4.4.
4.5. Квантовые компьютеры.
4.5.1. От битов к кубитам.
4.5.2. Квантовые вычисления.
4.5.3. Элементная база квантовых компьютеров.
Контрольные вопросы к разделу 4.5.
Литература к разделу 4.5.
4.6. Молетроника.
4.6.1. Молекулярный подход в наноэлектронике.
4.6.2. Молекулярные транзисторы и элементы логики.
4.6.3. Молекулярная память.
Контрольные вопросы к разделу 4.6.
Литература к разделу 4.6.
4.7. Политроника.
4.7.1. Органические транзисторы.
4.7.2. Органические светоизлучающие диоды.
4.7.3. Нанопроводники.
4.7.4. Вычислители на основе ДНК.
4.7.5. Эластичная электроника.
Контрольные вопросы к разделу 4.7.
Литература к разделу 4.7.
4.8. Нанофотоника.
4.8.1. Структуры с пониженной размерностью.
4.8.2. Устройства на фотонных кристаллах.
4.8.3. Фотонные транзисторы.
4.8.4. Лазерные наноструктуры.
4.8.5. Волоконные лазеры.
Контрольные вопросы к разделу 4.8.
Литература к разделу 4.8.
4.9. Наноплазмоника.
4.9.1. Кванты плазмы твердых тел.
4.9.2. Спазер — лазер на плазмонах.
4.9.3. Однофотонный транзистор.
4.9.4. Интегральные схемы на плазмонах.
Контрольные вопросы к разделу 4.9.
Литература к разделу 4.9.
4.10. Мемристорная электроника.
4.10.1. Мемристор и его свойства.
4.10.2. Кроссбар-архитектура.
4.10.3. Наноэлектронные устройства памяти.
Контрольные вопросы к разделу 4.10.
Литература к разделу 4.10.
Предметный указатель.

Купить .








Теги: учебник по нанотехнологии :: нанотехнология :: Щука