Наноэлектроника. Физические основы. Методы формирования наноразмерных структур. Перенос носителей заряда

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Физические основы наноэлектроники

Раздел 2. Методы формирования

Л И Т Е Р А Т У Р А

e-library

Наноэлектроника (nanoelectronics)
это область науки и техники, занимающаяся созданием, исследованием и применением

Типичные размеры различных объектов

Перспективные приборы для обработки информации*

*International Technology Roadmap for Semiconductors, 2009

1. Физические основы наноэлектроники

* темы для самостоятельного изучения

1.1.1. Квантовое ограничение (quantum confinement)

1.1. Фундаментальные явления в низкоразмерных структурах

E1

E2

E3

n=1

n=2

n=3

λn

Элементарные низкоразмерные структуры
(elementary low-dimensional structures)

Люминесценция квантовых точек CdSe
(luminescence of quantum dots)

1.1.2. Баллистический транспорт носителей заряда (ballistic transport)

средняя длина свободного пробега

Параметры, характеризующие транспорт электронов
в Si и GaAs при низких температурах

Универсальная баллистическая проводимость
(universal ballistic conductance)

I = (μ1 – μ2)ev(dn/dμ)

Квантовый точечный контакт
(quantum point contact)

G = N(2e2/h)

1.1.3. Туннелирование носителей заряда
(tunneling of charge carriers)*

Прозрачность туннельного барьера

Надбарьерное прохождение электронов

barrier for
classical
particles

symmetric
rectangular barrier

δ-function barrier

x1, x2

1.1.4. Спиновые эффекты (spin effects)*

x

Спиновая поляризация электронов проводимости

Фундаментальные явления

1.2.1. Свободная поверхность и межфазные границы
(free surface and interfaces)

1.2.

Адсорбция/десорбция (adsorption/desorption)

molecular hydrogen on silicon

РОЛЬ МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦ В ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАЗРАБОТКАХ

1.2.2. Сверхрешетки (superlattices)

film material

substrate material

strained superlattice

substrate

substrate

relaxed superlattice

Конструирование сверхрешеток из полупроводников

правило Вегарда: a(x) = xa1 + (1

Псевдоморфные сверхрешетки
(pseudomorphic superlattices)

Напряженная сверхрешетка
(strained superlattice)

1.2.3. Моделирование атомных конфигураций
(simulation of atomic configurations)

rj

rji

ri

Молекулярная динамика (molecular

Молекулярная механика (molecular mechanics)

The water density exhibits layering for liquid water (red/orange).
Pores of

1.3.1. Квантовые колодцы (quantum wells)*

1.3. Структуры с квантовым ограничением внутренним

Тип I

Тип IIА

Тип IIВ

пространственно прямозонный

пространственно непрямозонный

Периодические квантовые колодцы (multiquantum wells)

1.3.2. Модуляционно-легированные структуры
(modulation-doped structures)*

EF

EF

ΔEc

semiconductor A

semiconductor B

Ec

Ec

2DEG

T = 0 K

T

1.3.3. Дельта-легированные структуры
(delta-doped structures)*

1.4.1. Структуры металл/диэлектрик/полупроводник (metal/insulator/semiconductor structures)*

1.4. Структуры с квантовым ограничением
внешним

1.4.2. Структуры с расщепленным затвором
(split-gate structures)*