Наноэлектроника, Щука А.А., 2019

Наноэлектроника, Щука А.А., 2019.

   Рассмотрены основные направления развития наноэлектроники. Проведен анализ использования в приборах наноэлектроники наряду с электроном и других носителей информационного сигнала. Приведены краткие характеристики используемых наноматериалов, физико-химических процессов на их поверхности» традиционных и новых технологических процессов. Рассмотрены перспективные направления развития наноэлектроники.
Содержание учебника соответствует актуальным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.
Для студентов, обучающихся по направлениям, связанным с развитием наноэлектроники и нанотехнологий, а также для аспирантов и научных работников.




Квазичастицы для электроники.
Дырка - незаполненная валентная связь в валентной зоне полупроводника, которая проявляет себя как положительный заряд, по абсолютной величине равный заряду электрона. Эффективная масса дырки, как правило, больше, а подвижность меньше, чем у электрона проводимости. Понятие дырки введено для удобства описания свойств электронной системы полупроводника. Дырки, как и электроны, имеют спин, равный 1/2. Если в полупроводнике основными носителями являются дырки, то говорят о дырочной проводимости.

Экситон — связанное состояние электрона проводимости и дырки, электрически нейтральная частица. Если экситон расположен в узле кристаллической решетки, то речь идет об экситонах Френкеля. Экситоны Ванье — Мотта располагаются на расстояниях больше междуатомных. При малых концентрациях экситоны в кристалле подобны газу. Экситон может обладать нулевым спином (нараэкситон, синглет) либо единичным спином (ортоэкситон, триплет). Возможно образование так называемых экситонных капель. В процессах рекомбинации носителей заряда экситоны испускают фотоны или фононы. В свою очередь взаимодействие экситонов с фотонами стимулирует рождение поляритонов.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Введение.
Глава 1. Сигналы в электронике.
1.1. Электроны как носители сигналов.
1.2. Квазичастицы как носители сигналов.
1.2.1. Сравнительный анализ свойств частиц и квазичастиц.
1.2.2. Квазичастицы для электроники.
1.2.3. Носители в наноразмерных структурах.
1.2.4. Баллистический транспорт носителей заряда.
1.2.5. Туннелирование носителей заряда.
1.2.6. Спин и спиновые эффекты.
1.2.7. Динамические неоднородности как носители сигналов.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
Глава 2. Наноструктурные материалы.
2.1. Зонная инженерия.
2.2. Атомы, ионы и молекулы.
2.3. Кристаллы и кристаллиты.
2.4. Кластеры.
2.5. Аллотропные модификации углерода.
2.6. Квантовые наноструктуры.
2.7. Ионный синтез квантовых наноструктур.
2.8. Полупроводниковые гетероструктуры.
2.9. Сверхрешетки.
2.10. Фотонные кристаллы.
2.11. Полимерные материалы.
2.12. ДНК как компонент наноструктур.
2.13. Мультиферроики.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
Глава 3. Физико-химия наноструктурных материалов.
3.1. Процессы на поверхности и в приповерхностных слоях.
3.2. Атомная структура поверхностного слоя.
3.3. Свойства поверхности.
3.4. Поверхностная ионизация.
3.5. Адсорбция, десорбция п испарение с поверхности.
3.6. Межфазные характеристики.
3.7. Термодинамика поверхности.
3.8. Термодинамические системы.
3.9. Термодинамика неравновесных процессов.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
Глава 4. Нанотехнологии.
4.1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур.
4.1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
4.1.2. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений.
4.1.3. Формирование структур на основе коллоидных растворов.
4.1.4. Золь-гель-технология.
4.1.5. Методы молекулярного наслаивания и атомно-слоевой эпитаксии.
4.1.6. Сверхтонкие пленки металлов и диэлектриков.
4.2. Методы получения упорядоченных наноструктур.
4.2.1. Искусственное наноформообразование.
4.2.2. Формирование полупроводниковых и металлических нановолокон и спиралей.
4.2.3. Наногофрированные структуры.
4.2.4. Самоорганизация структур.
4.3. Литографические методы формирования наноструктур.
4.3.1. Критерии Рэлея.
4.3.2. Оптическая литография.
4.3.3. Рентгеновская литография.
4.3.4. Электронная литография
4.3.5. Ионная литография.
4.3.6. Возможности пучковых методов нанолитографии в наноэлектронике.
4.3.7. Нанопечатная литография.
4.4. Методы зондовой нанотехнологии.
4.4.1. Физические основы зондовой нанотехнологии.
4.4.2. Контактное формирование нанорельефа.
4.4.3. Бесконтактное формирование нанорельефа.
4.4.4. Локальная глубинная модификация поверхности.
4.4.5. Межэлектродный массоперенос.
4.4.6. Массоперенос.
4.4.7. Локальное анодное окисление.
4.4.8. СТМ-литография.
4.4.9. Совместное использование лазера и сканирующего туннельного микроскопа в нанолитографии.
4.4.10. Нанобиотехнологии.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
Глава 5. Элементы и приборы наноэлектроники.
5.1. Нанотранзисторные структуры.
5.1.1. КНИ-транзисторы.
5.1.2. Нанотранзисторные структуры на новых материалах.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
5.2. Одноэлектронная наноэлектроника.
5.2.1. Эффект одноэлектронного туннелирования.
5.2.2. Транзисторные структуры одноэлектроники.
5.2.3. Устройства на одноэлектронных транзисторах.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
5.3. Спинтроника.
5.3.1. Свойства магнитоупорядоченных структур.
5.3.2. Приборы на магнитостатистических волнах.
5.3.3. Спиновый транзистор.
5.3.4. Цифровые приборы спинтроники.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
5.4. Квантовые компьютеры.
5.4.1. От битов к кубитам.
5.4.2. Квантовые вычисления.
5.4.3. Элементная база квантовых компьютеров.
Контрарные вопросы и задания.
Литература.
5.5. Молетроника.
5.5.1. Молекулярный подход в наноэлектронике.
5.5.2. Молекулярные транзисторы и элементы логики.
5.5.3. Молекулярная память.
Контрарные вопросы и задания.
Литература.
5.6. Политроника.
5.6.1. Полимерные материалы.
5.6.2. Органические транзисторы.
5.6.3. Органические светоизлучающие диоды.
5.6.4. Эластичная электроника.
5.6.5. Нанопроводники.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
5.7. Нанофотоника.
5.7.1. Зонные структуры фотонных кристаллов.
5.7.2. Устройства на фотонных кристаллах.
5.7.3. Фотонные транзисторы.
5.7.4. Лазерные структуры с пониженном размерностью.
Контрольные вопросы и задания.
Литература.
5.8. Наноплазмоника.
5.8.1. Кванты плазмы твердых тел.
5.8.2. Спазер — лазер на плазмонах.
5.8.3. Однофотонный транзистор.
5.8.4. Интегральные схемы на плазмонах.
Контрольные вопросы.
Литература.
5.9. Мемристорная электроника.
5.9.1. Мемристор и его свойства.
5.9.2. Элементы мемристорной электроники.
5.9.3. Кроссбар-архитектура.
5.9.4. Наноэлектронные устройства памяти.
Контрольные вопросы.
Литература.
Заключение.
Рекомендуемая литература.

Купить .





Теги: учебник по нанотехнологии :: нанотехнология :: Щука