全書主要分為三個部分：(1) 主要概述納電子學的發展和基礎理論；(2) 主要介紹納電子器件（包括：共振隧穿器件、單電子器件、量子點電子器件、納米CMOS器件和碳納米管器件等）；(3) 由納電子器件構成的電路及其套用。
基本介紹
- 書名：納電子器件及其套用（第2版）
- 作者：蔡理,王森,馮朝文
- ISBN：9787121274657
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2015-11-01
圖書內容,目 錄,
圖書內容
全書主要分為三個部分：(1) 主要概述納電子學的發展和基礎理論；(2) 主要介紹納電子器件（包括：共振隧穿器件、單電子器件、量子點電子器件、納米CMOS器件和碳納米管器件等）；(3) 由納電子器件構成的電路及其套用。
全書共分八章，包括：納米電子學和納電子器件發展概述；納電子學基礎理論；共振隧穿器件；單電子器件；量子點電子器件；SET/MOS混合器件；碳納米管器件；納電子電路及套用中的問題。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 微電子學向納電子學發展及限制 3
1.2.1 微電子學向納電子學發展 3
1.2.2 微納電子器件的技術限制 6
1.3 納電子學的研究與發展 8
1.3.1 納電子學研究 9
1.3.2 納電子學的發展 10
1.4 納電子器件 13
1.4.1 引言 13
1.4.2 納電子器件種類 14
1.4.3 納電子器件套用 18
參考文獻 22
第2章 納電子學基礎 32
2.1 納結構中的量子效應 32
2.1.1 電導量子 32
2.1.2 彈道輸運 33
2.1.3 普適電導漲落 34
2.1.4 庫侖阻塞 34
2.1.5 量子相干效應 35
2.2 Landauer-Büttiker電導公式 36
2.2.1 兩端單通道Landauer電導公式 37
2.2.2 兩端多通道Büttiker電導公式 38
2.2.3 彈道結構的電導係數 39
2.3 單電子隧穿 40
2.3.1 單電子隧穿現象及條件 40
2.3.2 電流偏置單隧道結 42
2.3.3 單電子島(雙隧道結) 45
2.3.4 電子輸運的主方程 47
2.4 庫侖台階和庫侖振盪 48
2.4.1 引言 48
2.4.2 庫侖台階 49
2.4.3 庫侖振盪 51
參考文獻 52
第3章 共振隧穿器件 55
3.1 共振隧穿效應 55
3.1.1 共振隧穿現象 55
3.1.2 共振隧穿機理 56
3.2 共振隧穿器件輸運理論 58
3.2.1 量子力學基礎 58
3.2.2 雙勢壘量子阱結構共振隧穿二極體的兩種物理模型 61
3.3 共振隧穿二極體的特性分析 65
3.3.1 共振隧穿二極體的特性及參數 65
3.3.2 散射和材料結構對器件特性的影響 67
3.4 共振隧穿二極體模型 68
3.4.1 電路模擬模型 68
3.4.2 物理基礎的RTD模型 70
3.5 RTD器件的數字電路 72
3.5.1 RTD的基本電路 73
3.5.2 單-雙穩轉換邏輯單元的工作原理 75
3.5.3 單-雙穩轉換邏輯單元構成的數字電路 78
3.5.4 基於RTD的多值邏輯電路設計 79
3.6 RTD的模擬電路及其套用 81
3.6.1 振盪器電路 81
3.6.2 細胞神經網路神經元電路 82
3.6.3 混沌振盪器電路 83
參考文獻 86
第4章 單電子器件 90
4.1 單電子盒 90
4.2 單電子陷阱 91
4.3 單電子電晶體 92
4.3.1 SET的結構及特性 92
4.3.2 多柵極SET 95
4.3.3 SET的數值模擬法及模型 97
4.4 單電子旋轉門 102
4.5 單電子泵 103
4.6 單電子器件的模擬電路套用 104
4.6.1 超高靈敏靜電計 104
4.6.2 單電子能譜儀 104
4.6.3 計量標準套用 105
4.6.4 紅外輻射探測器 106
4.6.5 基於SET的模擬濾波器 106
4.6.6 基於SET的細胞神經網路 109
4.7 單電子器件的數字電路套用 112
4.7.1 基於SET的邏輯電路 112
4.7.2 單電子存儲器 116
4.7.3 基於SET的數字濾波器 118
參考文獻 121
第5章 量子點器件 125
5.1 量子元胞自動機 125
5.1.1 量子元胞自動機的結構 125
5.1.2 量子元胞自動機的原理 126
5.1.3 量子元胞自動機的特性 127
5.1.4 量子元胞自動機基本電路 128
5.2 量子元胞自動機的仿真方法 129
5.2.1 元胞間哈特里逼近法 129
5.2.2 模擬退火法 130
5.2.3 遺傳模擬退火法 131
5.2.4 QCADesigner軟體仿真 134
5.2.5 PSpice模型仿真 135
5.3 量子元胞自動機數字電路 136
5.3.1 基於量子元胞自動機的組合邏輯電路 136
5.3.2 基於量子元胞自動機的時序邏輯電路 139
5.3.3 量子元胞自動機數字電路設計方法 143
5.4 量子細胞神經網路及其套用 147
5.4.1 量子細胞神經網路的機理 148
5.4.2 量子細胞神經網路的非線性特性 149
5.4.3 量子細胞神經網路的混沌控制、同步及保密通信套用 154
5.4.4 量子細胞神經網路的圖像處理套用 161
參考文獻 175
第6章 SETMOS混合器件 180
6.1 SETMOS混合器件結構及特性 180
6.1.1 SETMOS混合器件的結構 180
6.1.2 SETMOS混合器件的工作原理及特性 181
6.2 SETMOS混合器件的模型 183
6.2.1 SETMOS混合器件的模型建立 183
6.2.2 SETMOS混合器件的仿真 185
6.3 SETMOS混合器件模擬電路套用 187
6.3.1 SETMOS積分器 187
6.3.2 SETMOS濾波器 189
6.3.3 基於SETMOS混合器件的細胞神經網路 191
6.3.4 基於SETMOS混合結構的多渦卷混沌系統 201
6.4 SETMOS混合器件數字電路套用 206
6.4.1 多值邏輯 206
6.4.2 邏輯門電路 209
6.4.3 SETMOS混合器件的數字電路套用 211
6.4.4 SETMOS混合結構在離散混沌系統中的套用 216
參考文獻 223
第7章 碳納米管器件 227
7.1 碳納米管的結構、電特性及製備 227
7.1.1 碳納米管的結構 227
7.1.2 碳納米管的電特性 229
7.1.3 碳納米管的製備 231
7.2 碳納米管場效應管 231
7.2.1 CNTFET的I-V特性曲線 231
7.2.2 P型和N型CNTFET 233
7.2.3 接觸勢壘 235
7.2.4 局部柵CNTFET 236
7.2.5 雙極型CNTFET 237
7.3 碳納米管場效應管仿真模型 238
7.3.1 基於彈道輸運理論的CNTFET半經典改進模型 238
7.3.2 基於線性回歸的CNTFET的HSpice模型 243
7.4 碳納米管器件的套用 246
7.4.1 基於CNTFET的二極體 246
7.4.2 基於CNTFET的邏輯電路 248
7.4.3 基於CNTFET的振盪器 249
7.4.4 基於雙柵極CNTFET的可重配置邏輯電路 250
7.4.5 基於CNTFET的多值邏輯電路 251
參考文獻 253
第8章 納電子器件套用中的問題 256
8.1 單電子電晶體的非理想因素 256
8.1.1 單電子電晶體隨機背景電荷的產生 256
8.1.2 背景電荷對單電子電晶體的影響 257
8.1.3 單電子電晶體背景電荷的解決方法 257
8.1.4 單電子電晶體其他非理想因素的影響 259
8.2 影響SETMOS混合器件工作的因素 260
8.2.1 CMOS器件噪聲分析與抑制 260
8.2.2 SETMOS混合電路設計中偏置電流源的影響 261
8.2.3 泄漏能耗的影響與控制 262
8.3 量子細胞神經網路的非理想因素 262
8.3.1 QCNN中的非理想因素的類型 263
8.3.2 非理想因素對QCNN的影響 263
8.3.3 非理想因素影響的結果分析 270
8.4 其他器件的非理想因素影響 270
8.4.1 散射對RTD的影響 271
8.4.2 RTD的集成技術 271
8.4.3 RTD套用電路的發展展望 273
8.4.4 碳納米管場效應管制備及特性中的問題 274
參考文獻 275
參數符號 277
縮略語 280
