硅基纳米电子学 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

　　本书内容分为两个部分。第一部分系统地阐述了纳米电子学的基本概念和理论，主要包括现代集成电路的物理极限和技术障碍、用于硅基纳米器件的主要加工工艺：第二部分介绍新型纳米尺度的电子器件，包括共振隧穿器件、单电子器件及其电路、硅纳米线及纳米线异质结构、其他硅基纳米电子器件、硅基磁电子学的研究现状。全书强调新概念、新现象的阐述，以及定性描述与定量理论表述相互结合。

本书可以作为高等院校电子科学与技术、微电子学、应用物理、电子工程和材料科学等有关专业高年级学生及研究生教材，也适于有关领域的科学家、工程师及高校师生参考。

第1章硅纳米电子学理论基础

1.1Hartree.Fock方程(HF方程)

1.1.1Hartree近似

1.1.2Hartree.Fock方程

1.2格林函数

1.2.1泊松方程的格林函数

1.2.2镜像法求格林函数

1.2.3应用格林函数计算纳米尺寸电子器件的电学性能

1.3CMOS器件中的尺度效应和模型

1.3.1薛定谔.泊松解法解决平衡情况下的器件

1.3.2连接两个费米能级不同的接触电极下的情况

1.3.3一维器件的平衡能带图

1.3.4连续传输

1.3.5非连续传输

第2章纳米电子学工艺概论

2.1纳米加工技术概述

2.1.1概述

2.1.2采用电子束曝光或电子束刻蚀技术制作量子结构

2.1.3采用聚焦离子束加工技术制作量子结构

2.1.4采用微细加工技术制作量子结构

2.1.5采用扫描隧道显微镜技术制作量子结构

2.1.6纳米微晶硅薄膜材料简介

2.2纳米工艺

2.2.1光刻胶

2.2.2光刻

2.2.3图形转移

2.3纳米电子学

2.3.1纳米器件

2.3.2纳米晶体管设计

2.3.3纳米电光学

2.3.4物理学模型和器件仿真

2.3.5总结

第3章硅基隧穿二极管及集成电路

3.1简介

3.2隧穿理论

3.2.1隧穿电流的成分

3.2.2隧穿电流密度

3.2.3隧穿二极管的开关时间

3.3垂直隧穿二极管的制备

3.3.1基于上旋扩散杂质的快速热扩散工艺

3.3.2上旋扩散剂

3.3.3隧穿二极管制造工艺

3.4隧穿二极管的特性和集成电路

3.4.1所制备隧穿二极管的特性

3.4.2隧穿二极管振荡器

3.4.3高速隧穿二极管/传输线脉冲发生器

第4章单电子器件及其电路

4.1电导振荡——Coulomb振荡现象

4.2Coulomb阻塞效应

4.3电流偏置下单个隧道结的I.V特性

4.4单电子晶体管(SET)的Coulomb阻塞工作状态

4.5单电子晶体管的ID随VG的振荡——Coulomb振荡

4.6超导态的Coulomb阻塞效应

4.7单电子静电计

4.8半导体量子点旋转门

4.9单电子晶体管(SET)

4.10单电子晶体管的典型结构

4.11单电子“类CMOS倒相器”

4.12单电子晶体管存储器

4.13单电子晶体管逻辑电路

4.14量子网络自适应器件(QCA)

第5章硅纳米线及纳米线异质结构

5.1简介

5.2硅纳米线

5.2.1SiNW的制造方法和结构特征

5.2.2SiNW的电学性能

5.3纳米电子学中SiNW的应用

5.3.1相交的纳米线结构和器件

5.3.2基于相交纳米线的逻辑门

5.3.3地址译码器

5.3.4在非传统衬底上的纳米线电子学

5.4构造大规模层次化SiNW阵列的方法

5.4.1Langmuir.Blodgett纳米线装配方法

5.4.2纳米线器件的可变尺寸的集成

5.4.3高频纳米线电路

5.5SiNW作为纳米级传感器

5.5.1纳米线场效应传感器

5.5.2单病毒检测

5.5.3单病毒的多级检测

5.6SiNW异质结构

5.6.1NiSi/SiNW异质结

5.6.2掺杂浓度调制的SiNW

5.6.3分支和超分支SiNW

第6章其他硅基纳米电子器件

6.1电子波电子学

6.1.1电子波和电子波函数的相位相关性

6.1.2介观体系的特殊性质

6.1.3二维电子气的量子Hall效应简介

6.1.4介观体系的电导涨落效应、非局于性效应和持续电流效应

6.1.5弹道区的量子化电导效应

6.1.6量子干涉的表征和实现量子干涉的条件

6.2电子波器件

6.2.1电子波干涉计型器件

6.2.2电子波导型器件

6.2.3电子波衍射器件

6.2.4谐振隧穿器件

6.2.5量子线沟道FET

6.2.6速度调制晶体管(VMT)

6.2.7平面超晶格FET

6.3纳米集成电路概论

6.3.1传统CMOS结构的纳米器件

6.3.2纳米量子电子器件

6.3.3纳米集成电路中的连接线

6.3.4纳米IC设计中的问题

6.3.5纳米集成电路的设计方法学——持续收敛方法学

第7章存储电阻

7.1简介

7.2存储电阻特性

7.3存储电阻的SPICE宏模型

7.4相关电磁场理论

参考文献

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前言

在微电子领域，产业的直接利润决定于晶体管的尺寸，具体地说，包括两个内容：第一，所有相关IT产业未来的发展都取决于最尖端的技术是否能够做到持续发展，为了保持持续发展，微电子将不断追求小型化的目标；第二，通过追求最小化和提高集成度，单位成本（如每字节存储的成本）将有可能得到降低。所以，微电子学的发展趋势就是不断追求更小的尺寸和更高的集成度。由此，随着科学技术的发展，纳米电子学成为21世纪发展潜力最大的学科之一。

纳米电子学是纳米科学与技术这一新兴学科的重要组成部分。它代表了微电子学的发展趋势并将成为下一代电子科学与技术的基础。该领域目前研究的热点问题主要包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征、原子操纵和原子组装等。由于器件尺度为纳米级，集成度大幅度提高，同时还具有器件结构简单、可靠性强、成本低等诸多优点，因此，纳米电子学的发展，可能会在电子学领域中引起一次新的电子技术革命，从而把电子工业技术推向更高的发展阶段。21世纪，尤其是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其他新材料方面的研究取得了很大进展，但还不具备替代硅基工艺的条件。全世界数以万亿美元的设备和技术投入，已使硅基工艺形成非常强大的产业能力；同时，长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的程度，成为自然界100多种元素之最，这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺至少将在未来50年内仍起重要作用，人们不会轻易放弃，所以对硅基纳米电子学的研究，仍是目前纳米电子学的研究重点。

本书内容分为两个部分。第一部分系统地阐述了纳米电子学的基本概念和理论，主要内容包括现代集成电路的物理极限和技术障碍（第1章）、用于硅基纳米器件的主要加工工艺（第2章）；第二部分介绍新型纳米尺度的电子器件，包括共振隧穿器件（第3章）、单电子器件及其电路（第4章）、硅纳米线及纳米线异质结构（第5章）、其他硅基纳米电子器件（第6章）、硅基磁电子学的研究现状（第7章）。全书强调新概念、新现象的阐述，以及定性描述与定量理论表述相互结合。

本书可以作为高等院校电子科学与技术、微电子学、应用物理、电子工程和材料科学等有关专业高年级学生及研究生教材，也适于有关领域的科学家、工程师及高校师生参考。

本书得到北京市属市管高等院校拔尖人才计划资助，特别表示感谢。

由于时间有限，书中不妥之处，期待与各位同行交流、探讨。

著者

书籍介绍

《硅基纳米电子学》，主要内容包括：硅纳米电子学理论基础、纳米电子学工艺概论等共7章。