URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Щука А.А. Наноэлектроника
Id: 161765
 
319 руб. Бестселлер!

Наноэлектроника. Изд.2

2017. 344 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-9963-0735-7.

 Аннотация

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.


 Содержание

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Глава 1. От микро- к наноэлектронике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.1. Микроэлектроника как мотор прогресса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.2. Наноэлектроника — путь «обогнать не догоняя». . . . . . . . . . . . . . . 19

1.3. Наноэлектронные приборы и устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Контрольные вопросы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Литература к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Глава 2. Методы нанотехнологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур. . . . . . . . . . . 29

2.1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.1.2. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений . . . . . 36

2.1.3. Формирование структур на основе коллоидных растворов . . . . 40

2.1.4. Золь–гель-технология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.1.5. Атомно-слоевое осаждение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.1.6. Технология сверхтонких пленок металлов и диэлектриков. . . . . . 47

Контрольные вопросы к разделу 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Литература к разделу 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.2. Наноформообразование. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.2.1. Гетеропленки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.2.2. Формирование полупроводниковых

и металлических нановолокон и спиралей . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.2.3. Наногофрированные структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.2.4. Технология создания квантовых точек . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.2.5. Нанопечатная литография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

2.2.6. Ионный синтез квантовых наноструктур. . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Контрольные вопросы к разделу 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Литература к разделу 2.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.3. Методы зондовой нанотехнологии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

2.3.1. Физические основы зондовой нанотехнологии. . . . . . . . . . . . 69

2.3.2. Контактное формирование нанорельефа . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

2.3.3. Бесконтактное формирование нанорельефа . . . . . . . . . . . . . . 75

2.3.4. Локальная глубинная модификация поверхности. . . . . . . . . . 76

2.3.5. Межэлектродный массоперенос . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

2.3.6. Электрохимический массоперенос. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

2.3.7. Массоперенос из газовой фазы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

2.3.8. Локальное анодное окисление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2.3.9. Литография с помощью сканирующего

туннельного микроскопа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.3.10. Совместное использование лазера и СТМ

в нанолитографии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Контрольные вопросы к разделу 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Литература к разделу 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.4. Технологии самоорганизации структур. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.4.1. Процессы самоорганизации в природе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.4.2. Химическая самосборка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

2.4.3. Самоорганизация наноструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Контрольные вопросы к разделу 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Литература к разделу 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.5. Технология фотонных кристаллов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.5.1. Методы упорядочивания наноструктур . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

2.5.2. Синтез инвертированных фотонных кристаллов . . . . . . . . . . 98

2.5.3. Бестемплатный синтез фотонных кристаллов. . . . . . . . . . . . 100

2.5.4. Технология селективного травления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

2.5.5. Синтез фотонных кристаллов с контролируемой

шириной запрещенной зоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

2.5.6. Другие технологии создания фотонных кристаллов. . . . . . . 104

Контрольные вопросы к разделу 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Литература к разделу 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

2.6. Графеновые технологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Литература к разделу 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Глава 3. Материалы наноэлектроники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.1. Полупроводниковые структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.1.1. Масштабы и свойства материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.1.2. Гетеропереходы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

3.1.3. Гетероструктуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3.1.4. Сверхрешетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Контрольные вопросы к разделу 3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Литература к разделу 3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3.2. Углеродные наноматериалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3.2.1. Аллотропные модификации углерода . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

3.2.2. Алмазные пленки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

3.2.3. Графен — двумерный монокристалл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

3.2.4. Нанотрубки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3.2.5. Фуллерены . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Контрольные вопросы к разделу 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Литература к разделу 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

3.3. Мультиферроики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

3.3.1. Классификация мультиферроиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

3.3.2. Магнитные полупроводники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

3.3.3. Спин-электронные слоистые структуры . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Контрольные вопросы к разделу 3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Литература к разделу 3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

3.4. Полимерные материалы. Органические проводники

и полупроводники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Контрольные вопросы к разделу 3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Литература к разделу 3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

3.5. Фотонные кристаллы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

Контрольные вопросы к разделу 3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Литература к разделу 3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

3.6. Пленки поверхностно-активных веществ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

3.6.1. Пленки Ленгмюра–Блоджетт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

3.6.2. Свойства ленгмюровских пленок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Контрольные вопросы к разделу 3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Литература к разделу 3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

3.7. Бионаноструктуры. ДНК как составляющая наноструктур . . . . . . 172

Контрольные вопросы к разделу 3.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

Литература к разделу 3.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

Глава 4. Элементы и приборы наноэлектроники. . . . . . . . . . . 177

4.1. Нанотранзисторные структуры на традиционных материалах . . . 177

4.1.1. Кремниевые транзисторы с изолированным затвором . . . . . 177

4.1.2. КНИ-транзисторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.1.3. Транзисторы на структурах SiGe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

4.1.4. Многозатворные транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

4.1.5. Гетеротранзисторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

4.1.6. Гетероструктурный транзистор на квантовых точках . . . . . 195

4.1.7. Биполярные транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

4.2. Нанотранзисторные структуры на новых материалах . . . . . . . . . . 198

4.2.1. Нанотранзисторы на основе углеродных нанотрубок . . . . . 198

4.2.2. Нанотранзисторы на основе графена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

4.2.3. Спиновой нанотранзистор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

4.2.4. Наноэлектромеханический транзистор . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

4.2.5. Успехи и перспективы транзисторостроения . . . . . . . . . . . . 211

Контрольные вопросы к разделам 4.1. и 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

Литература к разделам 4.1. и 4.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

4.3. Основы одноэлектроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

4.3.1. Эффект одноэлектронного туннелирования . . . . . . . . . . . . . 212

4.3.2. Транзисторные структуры одноэлектроники . . . . . . . . . . . . 219

4.3.3. Устройства на одноэлектронных транзисторах. . . . . . . . . . . 228

Контрольные вопросы к разделу 4.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

Литература к разделу 4.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

4.4. Спинтроника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

4.4.1. Свойства магнитоупорядоченных структур . . . . . . . . . . . . . 233

4.4.2. Приборы на магнитостатических волнах. . . . . . . . . . . . . . . . 241

4.4.3. Приборы спинтроники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

Контрольные вопросы к разделу 4.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Литература к разделу 4.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

4.5. Квантовые компьютеры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

4.5.1. От битов к кубитам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

4.5.2. Квантовые вычисления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

4.5.3. Элементная база квантовых компьютеров. . . . . . . . . . . . . . . 259

Контрольные вопросы к разделу 4.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Литература к разделу 4.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

4.6. Молетроника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

4.6.1. Молекулярный подход в наноэлектронике . . . . . . . . . . . . . . 270

4.6.2. Молекулярные транзисторы и элементы логики. . . . . . . . . . 271

4.6.3. Молекулярная память . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

Контрольные вопросы к разделу 4.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

Литература к разделу 4.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

4.7. Политроника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

4.7.1. Органические транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

4.7.2. Органические светоизлучающие диоды. . . . . . . . . . . . . . . . . 290

4.7.3. Нанопроводники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

4.7.4. Вычислители на основе ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

4.7.5. Эластичная электроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

Контрольные вопросы к разделу 4.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

Литература к разделу 4.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

4.8. Нанофотоника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

4.8.1. Структуры с пониженной размерностью . . . . . . . . . . . . . . . . 303

4.8.2. Устройства на фотонных кристаллах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

4.8.3. Фотонные транзисторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

4.8.4. Лазерные наноструктуры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

4.8.5. Волоконные лазеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Контрольные вопросы к разделу 4.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

Литература к разделу 4.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

4.9. Наноплазмоника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

4.9.1. Кванты плазмы твердых тел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

4.9.2. Спазер — лазер на плазмонах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

4.9.3. Однофотонный транзистор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

4.9.4. Интегральные схемы на плазмонах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

Контрольные вопросы к разделу 4.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

Литература к разделу 4.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

4.10. Мемристорная электроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

4.10.1. Мемристор и его свойства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

4.10.2. Кроссбар-архитектура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

4.10.3. Наноэлектронные устройства памяти . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

Контрольные вопросы к разделу 4.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

Литература к разделу 4.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

Предметный указатель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце