Наноэлектроника: Как работает наноэлектроника

Как работает наноэлектроника

Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров.

Область электроники, занимающаяся разработкой технологических и физических основ построения интегральных электронных схем с размерами элементов менее 100 нанометров, называется наноэлектроникой. Сам термин «наноэлектроника» отражает переход от микроэлектроники современных полупроводников, где размеры элементов измеряются единицами микрометров, к более мелким элементам – с размерами в десятки нанометров.

С переходом к наноразмерам, в схемах начинают доминировать квантовые эффекты, открывающие множество новых свойств, и, соответственно, знаменующие собой перспективы их полезного использования. И если для микроэлектроники квантовые эффекты зачастую оставались паразитными, ведь например с уменьшением размера транзистора его работе начинает мешать туннельный эффект, то наноэлектроника напротив — призвана использовать подобные эффекты как основу для наногетероструктурной электроники.

Каждый из нас ежедневно пользуется электроникой, и наверняка многие люди уже замечают некоторые однозначные тенденции. Память в компьютерах увеличивается, процессоры становятся производительнее, размеры устройств уменьшается. С чем это связано?

В первую очередь — с изменением физических размеров элементов микросхем, из которых все электронные устройства по сути и строятся. Хоть физика процессов остается на сегодняшний день приблизительно такой же, размеры устройств становятся все меньше и меньше. Крупный полупроводниковый прибор работает медленнее и потребляет больше энергии, а нанотранзистор – и работает быстрее, и энергии потребляет меньше.

Известно, что все вещественные тела состоят из атомов. И почему бы электронике не достичь атомного масштаба? Эта новая область электроники позволит решать такие задачи, которые на обычной кремниевой базе просто принципиально невозможно решить.

Большой интерес вызывает сейчас графен и подобные ему монослойные материалы. Такие материалы в один атом толщиной обладают замечательными свойствами, которые можно комбинировать для создания различных электронных схем.

Например технологии связанные с зондовой микроскопией позволяют строить на поверхности проводника в сверхвысоком вакууме разнообразные структуры из отдельных атомов, просто переставляя их. Чем не основа для создания одноатомных электронных устройств?

Манипуляции веществом на молекулярном уровне уже затронули многие отрасли промышленности, не обошли они и электронику. Микропроцессоры и интегральные микросхемы строятся именно так. Ведущие страны вкладываются в дальнейшее развитие данного технологического пути — чтобы переход на наноуровень происходил быстрее, шире, и совершенствовался бы далее.

Кое-какие успехи, кстати уже достигнуты. Intel в 2007 году заявила, что процессор на базе структурного элемента размером в 45 нм разработан (представили VIA Nano) и следующим шагом будет достичь 5 нм. IBM собираются добиться 9 нм благодаря графену.

Углеродные нанотрубки (графен) — один из наиболее перспективных наноматериалов для электроники. Они позволяют не только уменьшить размеры транзисторов, но и придать электронике поистине революционные свойства, как механические, так и оптические. Нанотрубки не задерживают свет, подвижны, сохраняют электронные свойства схем.

Особенно творческие оптимисты уже предвкушают создание портативных компьютеров, которые можно будет словно газету достать из кармана, или носить в виде браслета на руке, и по желанию как газету развернуть, и весь компьютер будет словно раскладной сенсорный экран высокого разрешения толщины бумаги.

Еще одна перспектива для приложения нанотехнологий и применения наноматериалов — разработка и создание жестких дисков нового поколения. Альберт Ферт и Питер Грюнберг в 2007 году получили нобелевскую премию за открытие квантовомеханического эффекта сверхвысокого магнитного сопротивления (GMR-эффекта), когда тонкие пленки металла из чередующихся проводящих и ферромагнитных слоев значительно изменяют свое магнитное сопротивление при изменении взаимного направления намагниченности.

Управляя при помощи внешнего магнитного поля намагниченностью структуры, можно создавать настолько точные датчики магнитного поля, и осуществлять такую точную запись на носитель информации, что ее плотность хранения достигнет атомарного уровня.

Не обошла наноэлектроника и плазмотронику. Коллективные колебания свободных электронов внутри металла имеют характерную длину волны плазмонного резонанса порядка 400 нм (для частицы серебра размером 50 нм). Развитие наноплазмоники, можно считать, началось в 2000 году, когда ускорился прогресс в совершенствовании технологии создания наночастиц.

Оказалось, что передавать электромагнитную волну можно вдоль цепочки металлических наночастиц, возбуждая плазмонные осцилляции. Такая технология позволит внедрить в компьютерную технику логические цепочки, способные работать намного быстрее, и пропускать больше информации, чем традиционные оптические системы, причем размеры систем будут значительно меньше принятых оптических.

Лидерами в области наноэлектроники, и электроники вообще, сегодня являются Тайвань, Южная Корея, Сингапур, Китай, Германия, Англия и Франция.

Самую современную электронику производят сегодня в США, а самый массовый производитель высокотехнологичной электроники — Тайвань, благодаря инвестициям японских и американских компаний.

Китай — традиционный лидер в сфере бюджетной электроники, но и здесь ситуация постепенно меняется: дешевая рабочая сила привлекает инвесторов от высокотехнологичных компаний, которые планируют наладить в Китае свои нанопроизводства.

Хороший потенциал есть и у России. База в области СВЧ, излучательных структур, фотоприемников, солнечных батарей и силовой электроники позволяет в принципе создавать наукограды наноэлектроники и развивать их.

Этот потенциал требует экономических условий и организации для проведения фундаментальных исследований и научных разработок. Все остальное есть: технологическая база, перспективные кадры и научная квалифицированная среда. Необходимы лишь крупные инвестиции, а это зачастую оказывается ахиллесовой пятой…

Один из примеров применения нанотехнологий: Наноантенны для получения солнечной энергии.

Ранее ЭлектроВести писали, что издательство Nikkei Business Publications разобрало Tesla Model 3 и заявило, что электроника, установленная в электроседане, на шесть лет опережает разработки крупных автопроизводителей вроде Volkswagen и Toyota. Особенностью «Тесла», считают вычислительную платформу Full Self Driving (FSD), отвечающую за обработку данных, поступающих с датчиков системы Autopilot.

По материалам: electrik.info.

Специальность Электроника и наноэлектроника — Учёба.ру

бакалавриат, код 11.03.04

Будущие эксперты по электронике и наноэлектронике изучают теоретические основы электротехники, метрологию, стандартизацию и технические измерения, материалы электронной техники. Практикуются в проектировании электронных систем. Знакомятся с основами технологии электронной компонентной базы. Достаточно пристальное внимание на направлении уделяется физике. Среди изучаемых дисциплин — физика конденсированного состояния, физические основы электроники. Практикумы и семинары проходят в лабораториях вузов и на производстве.

Специалист данного направления проводит теоретические и экспериментальные исследования в областях электроники и наноэлектроники. Занимается математическим и компьютерным моделированием, проектированием и конструированием электронных приборов и устройств. Разрабатывает технологию производства различных приборов, в том числе установок вакуумной, плазменной, твердотельной, микроволновой, оптической, микро- и наноэлектроники. Может работать как в научно-исследовательских центрах, так и непосредственно на производстве. Например, на заводах, производящих электронные приборы различного назначения.

Профили обучения: нанотехнология в электронике, электроника и микроэлектроника, квантовая и оптическая электроника, микроэлетроника и твордотельная элетроника, электронные приборы и устройства, элетронное машиностроение, нанотехнология, промышленная электроника

Формы обучения: очная, очно-заочная, заочная

Вузов

По этой специальности

В среднем по другим

Проходной балл

На эту специальность

В среднем на другие

Бюджетных мест

На эту специальность

В среднем на другие

С какими ЕГЭ можно поступить

Показать все варианты ЕГЭ

Вузы по специальности

43

бюджетных мест

от 93

проходной балл

от 280000 р.

за год

«Мекка» физиков-ядерщиков, готовит специалистов для атомной сферы и других высокотехнологичных секторов экономики России. Также МИФИ занимает лидирующие позиции по подготовке программистов и специалистов по информационной безопасности. Университет располагает рядом высокотехничных установок, в том числе, исследовательским ядерным реактором. Многие старшекурсники проходят обучение и стажировку в лучших ядерных центрах Германии, США.

Вуз в рейтингах

5 в России

5 в России

9 в России

3 в России

22

бюджетных мест

от 80

проходной балл

от 302533 р.

за год

Университет Баумана готовит инженеров для самых передовых и высокотехнологичных отраслей науки и техники России, всего здесь открыто более 100 программ. Вуз занимает лидирующее место в Ассоциации технических университетов России. Студенты привлекаются к реальной исследовательской работе, многие из них выбирают научно-исследовательское будущее и продолжают обучение в аспирантуре. Бауманский университет — учредитель фонда «Сколково».

Вуз в рейтингах

6 в России

5 в России

5 в России

30

бюджетных мест

от 75

проходной балл

от 260000 р.

за год

Санкт-Петербургский горный университет — первое в России высшее техническое учебное заведение, основанное указом императрицы Екатерины II в 1773 году. Университет ведет подготовку бакалавров, магистров и специалистов на 11 факультетах. В университете ведутся интенсивные исследования по основным проблемам развития сырьевой базы страны, разработки прогрессивных энергосберегающих технологий добычи и переработки полезных ископаемых.

Вуз в рейтингах

5 в России

33 в России

23 в России

30

бюджетных мест

от 75

проходной балл

от 222000 р.

за год

Один из ведущих технических университетов России, готовит специалистов для быстро развивающихся наукоемких отраслей науки и техники. Основные направления обучения: электроника, радиотехнические и телекоммуникационные системы, приборостроение и кибернетика, химические технологии. Образовательные программы МИРЭА сертифицированы по российским и международным стандартам. В вузе есть собственная лаборатория Big Data и искусственного интеллекта.

Вуз в рейтингах

52 в России

9 в России

24 в России

50

бюджетных мест

от 74

проходной балл

от 168000 р.

за год

Университет создан в 2009 путем объединения Уральского государственного технического университета — УПИ и Уральского государственного университета. Сегодня УрФУ соединяет весь спектр технического, естественнонаучного и гуманитарного образования, является центром научной  образовательной жизни Екатеринбурга и всего региона.

Вуз в рейтингах

5 в России

12 в России

9 в России

11 в России

Показать все вузы

Поступление по олимпиаде

28 февраля – 04 апреля

заключительный очный этап

20 марта – 28 марта

заключительный очный этап

19 октября – 17 января

отборочный онлайн этап

Профессии

Нанотехнолог — это, по сути, инженер, который занимается разработкой нанотехнологий. Его рабочий материал — отдельные атомы и молекулы. Индустрия «нано» сейчас переживает всплеск интереса, поэтому профессия является весьма перспективной.

Это строительная специальность. Обычно такой специалист сотрудничает с архитекторами: они придумывают концепцию объекта, а проектировщик делает чертежи и просчитывает технические характеристики. Работа офисная, хотя при необходимости специалист выезжает на стройку для осуществления авторского надзора. Профессия считается перспективной. Сейчас рынок ощущает недостаток квалифицированных проектировщиков, что заставляет работодателей повышать зарплаты. В будущем, как утверждают рекрутеры, эта тенденция только усилится.

Похожие специальности

38-85

проходной балл

519

бюджетных мест

Наноинженеры занимаются фундаментальными исследованиями в области физики, химии, математики и электроники. Студенты получают теоретические знания по физике, электронике и инженерии, позволяющие специализироваться в одной из самых перспективных наукоемких областей — нанотехнологиях.

Экзамены в 20 вузах:

 Все варианты

49-82

проходной балл

162

бюджетных места

Одно из наукоемких направлений, предполагающих обязательное продолжение образования. В бакалавриате студенты получают лишь вводные знания. Специализация и углубленная подготовка осуществляется в магистратуре.

Экзамены в 9 вузах:

 Все варианты

42-78

проходной балл

508

бюджетных мест

Это новейшее наукоемкое направление, основанное на изучении и использовании последних достижений физики, химии, биологии, электроники и медицины, уже сейчас определяет развитие науки и техники.

Экзамены в 19 вузах:

 Все варианты

Показать все специальности

Наноэлектроника – это… Что такое Наноэлектроника?

Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров.

Термин «наноэлектроника» логически связан с термином «микроэлектроника» и отражает переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области. Этот процесс развития технологии отражает эмпирический закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые полтора-два года.

Однако принципиально новая особенность наноэлектроники связана с тем, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты. Появляется новая номенклатура свойств, открываются новые заманчивые перспективы их использования. Если при переходе от микро- к наноэлектронике квантовые эффекты во многом являются паразитными, (например, работе классического транзистора при уменьшении размеров начинает мешать туннелирование носителей заряда), то электроника, использующая квантовые эффекты, — это уже основа новой, так называемой наногетероструктурной электроники.

Наноэлектроника в России

В России ситуация с развитием наноэлектроники является неоднозначной. Микроэлектроника по сравнению с передним мировым фронтом в России развита достаточно слабо. В наноэлектронике Россия сохранила преимущества, которые были у Советского Союза. Это касается таких областей, как СВЧ-техника, инфракрасная техника, излучательные приборы на основе полупроводников. Россия является родиной одного из наиболее значимых электронных приборов — полупроводникового лазера, за который получил Нобелевскую премию академик Жорес Алфёров.

Во многих областях наноэлектроники стартовые позиции у России достаточно неплохие. На полупроводниковых наногетероструктурах с двумерным электронным газом основывается, например, сотовая связь. Здесь Россия не в лидерах, но сделанные ранее разработки в областях СВЧ, фотоприёмников, излучательных структур, солнечных батарей, силовой электроники и сейчас на очень хорошем уровне.

Государственные компании и программы

Ведущими разработками в области наноэлектроники в России занимаются:

Данные организации назначены головными в отрасли нанотехнологий по таким направлениям, как наноинженерия, наноэлектроника, нанобиотехнология.

Частные предприятия

АНО «Институт нанотехнологий МФК»(ИНАТ МФК) [11] — российская некоммерческая научно-производственная организация, работающая в сфере разработки и производства нанотехнологического оборудования, а также создания и практического внедрения технологий производства наноструктур и наноматериалов на их основе. Официальный сайт ИНАТ МФК http://www.nanotech.ru

ООО «АИСТ-НТ» — российская компания, созданная в Зеленограде в 2007 году. Занимается производством сканирующих зондовых микроскопов для образования, научных исследований и мелкосерийного производства.

ООО «Нано Скан Технология» — компания, основанная в Долгопрудном в 2007 году. Специализируется на разработке и производстве сканирующих зондовых микроскопов и комплексов на их основе для научных исследований и образования.

ЗАО «Нанотехнология МДТ» — российская компания, созданная в Зеленограде в 1989 году. Занимается производством сканирующих зондовых микроскопов для образования, научных исследований и мелкосерийного производства.

ООО НПП «Центр перспективных технологий» — российское предприятие, работающее в области нанотехнологий. Создано в 1990 г. Специализируется на производстве сканирующих зондовых микроскопов «ФемтоСкан», атомных весов и аксессуаров, а также на разработке программного обеспечения.

Концерн «Наноиндустрия» — интегрирующая научно-производственная компания, основанная в 2001 году. Деятельность Концерна сосредоточена на разработке конкурентоспособной нанотехнологической продукции, организации ее производства и рынков потребления.

Основные задачи наноэлектроники

• разработка физических основ работы активных приборов с нанометровыми размерами, в первую очередь квантовых;
• разработка физических основ технологических процессов;
• разработка самих приборов и технологий их изготовления;
• разработка интегральных схем с нанометровыми технологическими размерами и изделий электроники на основе наноэлектронной элементной базы.

См. также

11.03.04 Электроника и наноэлектроника – Бакалавриат

Студенты проходят подготовку в области современных технологий, материалов и изделий электронной техники, проектирования и применения электронных приборов и устройств, приобретают знания и профессиональные навыки в проведении теоретических и экспериментальных исследований, компьютерном моделировании, проектировании, конструировании, технологии производства, использовании и эксплуатации материалов, компонентов, электронных приборов, устройств, установок вакуумной, плазменной, твердотельной, микроволновой, оптической, микро- и наноэлектроники различного функционального назначения.

Профессии, которые может выбрать выпускник

• микроэлектронщик
• наноматериаловед
• наноинженер
• нанотехнолог
• нанофизик
• программист-разработчик
• инженер-технолог
• инженер-конструктор
• мастер производства

Профильные дисциплины

• электроника и микропроцессорная техника
• основы проектирования электронной компонентной базы
• системы автоматизированного проектирования в электронике
• материалы и элементы электронной техники
• технологии электронной компонентной базы
• перспективные технологические процессы микро- и наноэлектроники
• наноэлектроника
• физика низкоразмерных структур

Выпускающие кафедры:

• Кафедра наноэлектроники
• Базовая кафедра № 130 твердотельной электроники
• Базовая кафедра № 136 СВЧ приборов и устройств
• Базовой кафедре № 146 материалов и функциональных структур информационных систем и СВЧ техники

11.

03.04 Электроника и наноэлектроника – ФГОС ВО

← Все программы обучения

11.03.04 Электроника и наноэлектроника

Уровень образования: бакалавриат

Квалификация (степень): бакалавр

Нормативный срок обучения: 4 года

Язык обучения: русский

Срок действия государственной аккредитации: до 17.03.2023 г.

Образовательный стандарт

Описания образовательных программ:
Наноэлектроника

Электронные и полупроводниковые приборы

Твердотельная электроника (Филиал в г. Фрязино) 

Наименования профиля и реализующего института	Очная форма обучения	Очно-заочная форма обучения	Заочная форма обучения
Наноэлектроника
Физико­-технологический институт	Учебный план и календарный график Аннотации к рабочим программам дисциплин
Электронные и полупроводниковые приборы
Физико­-технологический институт Институт вечернего и заочного образования			Учебный план и календарный график Аннотации к рабочим программам дисциплин
Твердотельная электроника
Филиал в г. Фрязино	Учебный план и календарный график Аннотации к рабочим программам дисциплин

Методические документы

Анализатор сигналов
Булевы функции и постр. лог. схем
Курс лекций Надежность ЭС
Курс лекций Основы надежности
Лабораторная работа Основы теории цепей
Рекомендации по курсовой работе “Расчет и анализ фильтров”
Рекомендации по лабораторной работе МСиС
Рекомендации по практическим занятиям Твердотельная электроника
Указания и контрольные вопросы по химии
Указания по лабораторной работе Анализатор сигналов
Указания по лабораторной работе Генерация сигналов
Указания по лабораторной работе Измерение фазовых шумов
Указания по лабораторной работе Измерение шумов
Сборник задач Математическая физика
Учебное пособие по комплексным числам
Учебное пособие по пространствам графов

11.03.04 28.03.01 11.04.04 28. 04.01 ФТИ МУ КурсРаб
11.03.04 28.03.01 11.04.04 28.04.01 ФТИ МУ ЛабРаб
11.03.04 28.03.01 12.03.02 ФТИ ВКР бакалавры
11.03.04 11.04.04 ФТИ AVR
11.03.04 11.04.04 ФТИ мод тех проц
11.03.04 28.03.01 12.03.02 12.05.01 ФТИ Curs C++ 2012
11.03.04 28.03.01 12.03.02 12.05.01 ФТИ Задачник Квант Мех
11.03.04 28.03.01 ФТИ Sol.St.Phys.1
11.03.04 28.03.01 ФТИ Sol.St.Phys.2
11.03.04 28.03.01 ФТИ АФ ОУ
11.03.04 28.03.01 ФТИ ФизХим ВыращМонокр Буш
11.03.04 28.03.01 ФТИ ФизХим Ч1
11.03.04 28.03.01 ФТИ ФизХим Ч2
11.03.04 АФ ОУ
11.03.04 АФЭ
11.03.04 ВКР 2016
11.03.04 КМ
11.03.04 КМФП 2012
11.03.04 КР 2016
11.03.04 ЛР 2016
11.03.04 МТП
11.03.04 ФТТ 1
11.03.04 ФТТ 2
11.03.04 ФХМ ПЭТ 1
11.03.04 ФХМ ПЭТ 2
11.03.04 ФХО МРМ

Электроника и наноэлектроника | Томский политехнический университет

О специальности

У программы три специализации: «Прикладная электронная инженерия», «Промышленная электроника», «Цифровой инжиниринг в нефтегазовом деле». Вы можете участвовать в создании высокотехнологичных устройств, 3D принтеров, беспилотных автомобилей, дронов, малых космических аппаратов (спутников), современных медицинских приборов, датчиков и систем интернета вещей, систем ориентации и навигации на земле, в воздухе и под водой и других высокотехнологичных устройств. 

Студенты с первого курса занимаются инженерной деятельностью и собственными проектами. У нас созданы все условия для реализации идей в области конструирования электронной техники, а студенческий Центр управления полетами позволит воплотить мечты, связанные с космосом. Обучение проходит при поддержке академии Samsung и компании National Instruments. Подготовка соответствует профессиям будущего «схемотехник-программист аналоговых и цифровых блоков электронной аппаратуры» и «архитектор электронной аппаратуры и микроэлектромеханических систем».

Основные образовательные программы:

• “Прикладная электронная инженерия”
• “Промышленная электроника”
• “Цифровой инжиниринг в нефтегазовом деле”

Что умеют выпускники

• выполнять расчет и проектирование электронных приборов, схем и устройств;
• учитывать тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий;
• разрабатывать проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы;
• налаживать, испытывать, проверять работоспособность измерительного, диагностического, технологического оборудования для решения научно-технических, технологических и производственных задач в области электроники и наноэлектроники;
• участвовать в монтаже, испытаниях и сдаче в эксплуатацию опытных образцов материалов и изделий электронной техники.

 

Где проходить практику и работать

• Роскосмос
• Росатом
• Ростех
• Газпром
• предприятия Министерства обороны
• Объединенная авиастроительная корпорация
• Российская академия наук
• Зарубежные компании в области электроники и микропроцессорной техники

 

Выпускники 

• Жданеев О.В. — руководитель Центра компетенций технологического развития ТЭК ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России
• Монастырев Е.А. — генеральный директор ОАО «НИИПП» (Томск)
• Зыков С.В. — руководитель отдела ультразвукового оборудования и клинических систем, Департамент сервиса Восточная Россия General Electrics (Новосибирск)
• Шиняков Ю.А. — директор НИИ космических технологий (Томск)
• Гаврилов А.Д. — начальник Военной академии войсковой противовоздушной обороны ВС РФ им. А.М. Василевского (Смоленск), генерал-лейтенант
• Шутин А.А. — генеральный директор ООО «НПП «Стелс» (Томск)
• Фещуков А.Н. — генеральный директор ООО «НПК «Томиндуктор»
• Шульгин Е.М. — заместитель генерального директора ОАО «НПЦ «Полюс» (Томск)

 

Галерея

Наноэлектроника – достижения и перспективы

Наноэлектроника – достижения и перспективы

Термин «наноэлектроника» относительно новый и пришел на смену более привычному для старшего поколения термину «микроэлектроника», под которым понимали передовые для 60-х годов технологии полупроводниковой электроники с размером элементов порядка одного микрона

Однако наноэлектроника связана с разработкой архитектур и технологий производства функциональных устройств электроники с топологическими размерами элементов на порядки меньше, не превышающими 100 нм, а иногда и 10 нм.

• Главной особенностью наноэлектроники является в первую очередь не простое механическое уменьшение размеров, а то, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты, использование которых может стать очень перспективным. При переходе от микро- к наноэлектронике появляющиеся квантовые элементы зачастую мешают, например, работа обычного транзистора затрудняется из-за появления туннелироания носителей заряда, однако в новой электронике квантовые эффекты становятся основой.

Уже в 70–80 годы в полупроводниковую технику вошли такие наноразмерные структуры как гетеропереходы, сверхрешетки, квантовые ямы и квантовые точки, синтезируемые на основе многокомпонентных соединений изменяющегося состава. Для их создания были разработаны соответствующие технологические процессы, представляющие собой логическое развитие и совершенствование полупроводниковой классики: эпитаксии, диффузии, имплантации, напыления, окисления и литографии. В производство электронных компонентов стали внедряться такие технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, ионно-плазменная обработка, ионно-лучевая имплантация, фотонный отжиг и многие другие.

• Одной из важных вех на пути развития наноэлектроники стало создание сканирующий туннельный микроскоп и атомно-силовой микроскоп.

Метод сканирующей туннельной микроскопии,изобретенный в начале 80-х, основан на квантовом туннелировании. Иглы-зонды из металлической проволоки подвергаются предварительной обработке (такой, как механическая полировка, скол или электрохимическое травление) и последующей обработке в сверхвысоковакуумной камере. Если приложить напряжение между иглой и образцом, то через промежуток потечет туннельный ток. Приложив несколько большее, чем при сканировании, напряжение между поверхностью объекта и зондом, можно добиться того, что к зонду притянутся один или несколько атомов, которые можно поднять и перенести на другое место. Прикладывая к зонду определенное напряжение, можно заставить атомы двигаться вдоль поверхности или отделить несколько атомов от молекулы. Именно так была в 1990 году сделана знаменитая надпись IBM из 35 атомов ксенона.

• Что касается атомно-силового микроскопа, то он представляет собой сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения и используется для определения рельефа поверхности с разрешением от десятков ангстрем вплоть до атомарного.

В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, с помощью атомно-силового микроскопа можно исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности. Кроме того, с помощью атомно-силового микроскопа можно изучать взаимодействие двух объектов: измерять силы трения, упругости, адгезии, и, так же, как и с помощью туннельного, перемещать отдельные атомы, осаждать и удалять их с какой-либо поверхности.

Следующим открытием, по мнению многих ученых, определившим облик электронных схем будущего, стало появление нанотрубок и графена.

• Нанотрубка представляет собой цилиндрическую структуру толщиной в несколько атомов, которая в зависимости от размера и формы может обладать проводящими либо полупроводниковыми свойствами. Например, если трубка прямая, она является проводником, а если скручена или изогнута — полупроводником. Нанотрубки могут придать электронным схемам революционные механические и оптические свойства, или, говоря простым языком, сделать электронику гибкой и прозрачной. Нанотрубки более подвижны и не задерживают свет в тонком слое, так что опытные матрицы с интегральными схемами можно изгибать без потери электронных свойств. Оптимисты предсказывают, что не за горами день, когда ноутбук можно будет носить в заднем кармане джинсов, потом, сев на скамейку, развернуть до размера газеты, причем вся его поверхность станет экраном высокого разрешения, а после этого снова свернуть и, скажем, превратить в браслет на запястье.
• Графен – один из самых известных видов материалов, при создании которых использовались нанотехнологии. Графен – двумерный кристаллический углеродный наноматериал, который можно представить себе как пластину, состоящую из атомов углерода. Данный материал обладает уникальными токопроводящими свойствами, которые позволяют ему служить как очень хорошим проводником, так и полупроводником. Кроме того, графен чрезвычайно прочен и выдерживает огромные нагрузки, как на разрыв, так и на прогиб. В настоящее время графен получают путем отшелушивания чешуек от частиц графита, однако существуют разработки, позволяющие получать данный материал в промышленных масштабах. Данный материал впервые получен и открыт группой российских ученых из Манчестерского университета.

Графен рассматривается как первый кандидат для применения в компьютерах, мониторах, солнечных батареях и гибкой электронике. В новом докладе «Углеродные нанотрубки и графен в прикладной электронике в 2011–2021 годах» IDTechEx прогнозирует, что УНТ и графеновые транзисторы станут доступными на рынке, начиная с 2015 года. По словам IDTechEx широкого применения оба материала найдут в печатной и потенциально печатной электронике, где стоимость этих устройств, которые частично будут включать эти материалы, будет достигать более $ 44 млрд в 2021 году.

• Изобретение транзистора в 1947 привело к бурному развитию транзисторных полупроводниковых технологий, которые легли в основу современной электроники. За полвека транзистор уменьшился примерно в сто тысяч раз по линейному размеру и в 1010 раз — по массе и сегодня мы наблюдаем появление нанотранзисторов, то есть транзисторов, размеры которых исчисляются нанометрами.

Уже сейчас микроэлектронной промышленностью в опытном порядке создаются транзисторы с размером рабочих элементов 20–30 нм. Они еще способны работать с обычными электрическими сигналами.

• Однако, при таком радикальном уменьшении линейных размеров происходит реальное изменение качества работы, так как свойства самих электрических сигналов в наномире оказываются существенно иными, нежели в микромире. Электрический ток теперь нельзя представлять в виде некоего подобия «электрической жидкости» или «электронного газа», протекающих через управляемый вентиль, поскольку в наномире на первый план выходит квантованность электрического заряда.

Первые работающие прототипы нанотранзисторов созданы еще 10 лет назад. В 2001 г. IBM представила первый одноэлектронный транзистор на базе нанотрубок. По мнению специалистов из IBM Research, в идеале нанотрубкой в таком транзисторе будет заменяться только элемент доступа. При этом исток, сток и сама архитектура транзистора остаются без изменений. Одна из особенностей нанотранзистора заключается в улучшенной емкостной связи между нанотрубкой и затвором, которая усиливает донорство как электронов, так и дырок, а также распространение заряда вдоль нанотрубки на большие расстояния.

• В то время, как одни исследователи видят будущее наноэлектроники за углеродными материалами, другие работают с традиционным кремнием. Ученые Кембриджского университета и Японской научно-технической корпорации (Токио) разработали одноэлектронный транзистор. Материалом для острова транзистора служит отдельный кластер аморфного кремния.

Проводящий канал транзистора (остров) отделён от стока истока туннельными барьерами из тонких слоёв изолятора, при этом размеры острова – 10 нм. Важной особенностью этого транзистора является то, что он функционирует при комнатной температуре, а, как известно, быстродействие и размеры компьютерных микросхем ограничены тем, сколько теплоты они выделяют. Это явление носит название резистивного нагрева.

• Совсем недавно, в 2011 году, физики из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) собрали полевой транзистор из нанопроводов. Диаметр нанопроводов, изготовленных методом литографии, составляет всего 3–5 нм. В устройстве нет легированных полупроводниковых переходов и тем не менее его работа показывает высокую подвижность дырок, хорошую плотность тока, низкий ток утечки и целый ряд других привлекательных свойств.

Еще одной областью, в которой старые методы уступают место нанотехнологиям, является создание накопителей информации.

• Возможности современных накопителей информации приближаются к своему пределу и в этой связи чрезвычайно актуальной является проблема создания накопителей, работающих на новых принципах. Идеи из области нанотехнологий обращаются к различным физическим принципам.

Одним из подходов является создание схем одноэлектронной памяти, где два-три электрона хранят один бит информации (в современной микроэлектронной памяти для хранения одного бита информации задействовано около 10. 000 электронов).

• Эффект хранения информации в ячейке памяти создается за счет нескольких туннельных переходов, которые определенным образом коммутированы с конденсатором хранения информации. Активными элементами выступают органические молекулы, расположенные в перекрестиях двойной ортогональной сетки перекрещивающихся печатных проводников.

Другая идея нанопамяти подсказана принципом считывания обычного патефона, в котором игла считывает аналоговую информацию. В цифровом варианте единице и нулю соответствуют ямки, выдавленные в полимерном носителе. Ширина каждой ямки – около 40 нм, а глубина – не более 25 нм. Запись осуществляется с помощью щупа высоко допированного кремниевого кантилевера путем локального разогрева – щуп выдавливает ямки в полимере. Считывание осуществляется с помощью того же щупа. Нагрев меняет электрическое сопротивление, что фиксируется и преобразуется в цифровой сигнал. Таким образом, в один квадратный сантиметр можно вместить порядка 500 гигабит информации.

• Совсем недавно ученые из Тайваня и университета Калифорнии сообщили о разработке памяти на базе наноточек, которые располагаются на слое изолятора и покрыты металлическим слоем, играющем роль затвора. Запись и считывание ведутся с помощью свехркоротких вспышек зеленого лазера, который выборочно активирует определенные участки металлического слоя, создавая затвор над определенной наноточкой. Скорость записи и стирания информации у такого запоминающего элемента в 50–100 раз выше, чем у современных устройств.

Мы видим, что переход к наноэлектронике в определенной степени базируется на достижениях микроэлектроники – использование уменьшающихся до атомарных размеров транзисторов и диодов и собранных из них схем. В то же время будущее сулит новые достижения на основе новых принципов работы на уровне отдельных атомов – использование квантовых эффектов, волновых свойств электрона и других явлений наномира.

http://nanodigest. ru/…-perspektivy

Наноэлектроника – обзор | Темы ScienceDirect

12.5.2 Массивы нанопроводов – режим схемы

Точно так же, как разработку наноэлектронных устройств можно отнести к категории низкоразмерных функциональных возможностей, реализация схем в наноразмерных масштабах следует аналогичным путем. Чтобы проиллюстрировать этот прогресс, мы продолжим обсуждение этой главы с точки зрения NW, но теперь с точки зрения архитектуры схем. Интересный пример последнего можно найти в работе Либера и его сотрудников в следующем обсуждении.

Ключевые необходимые элементы для реализации схемы доступны через конфигурацию ядро-оболочка сетевых модулей (Dong et al. , 2008). Для начала, как описано в разделе 12.5.1, выбор материалов сердцевина-оболочка определяет электрические характеристики данных ННК. Используя синтез NW в качестве «строительных блоков», можно использовать перекрестную конфигурацию в качестве масштабируемой архитектуры, из которой можно построить более высокие функции логики и памяти в наноэлектронике. Рисунок 12.7 иллюстрирует использование конфигурации перемычки для демонстрации переключателя с истерическим сопротивлением, построенного с использованием Si NW ядро-оболочка, для реализации одномерного массива памяти.Подробности, касающиеся конструкции этого элемента схемы, можно найти в опубликованной работе Yu и Lieber и ссылках в ней (Yu and Lieber, 2010). Тем не менее, что касается разработки схем в нанометровом масштабе, стоит отметить, что этот переключатель продемонстрировал важные особенности бистабильного переключения, воспроизводимых пороговых напряжений переключения и выпрямления тока в состоянии включения – и все это при работе при комнатной температуре.

12.7. Схема конфигурации поперечины нанопроволоки (слева), скрещенная вставка сканирующего электронного микроскопа. Масштабная линейка NW составляет 1 мкм; СЭМ массива поперечных полос нанопроволоки (1 × 6) (справа), масштабная линейка 500 нм.

( Источник : перепечатано с разрешения Dong YJ, Yu GH, McAlpine MC, Lu W. и Lieber CM 2008 Si / a-Si core / shell нанопроволоки в качестве энергонезависимых перекрестных переключателей Nano Letters 8 386–389. Copyright 2008 American Chemical Society.)

Переходя вышеупомянутое устройство с перекладиной NW к следующему этапу в схемном режиме, Либер и его сотрудники также изготовили (1 × 6) маломасштабные одномерные массивы (рис. 12.7 – справа). Эта структура nano circuit продемонстрировала возможность записи / стирания и считывания без перекрестных помех с шести переключателей.После этого, чтобы раздвинуть границы сетевого переключателя NW на более высокую размерную функциональность, те же исследователи создали высокоинтегрированные двухмерные массивы (Yu and Lieber, 2010). Созданная впоследствии наносистема потребовала использования как нисходящей, так и восходящей технологий в форме электронно-лучевой литографии высокого разрешения и хорошо контролируемого синтеза двух наборов параллельных массивов ННК высокой плотности соответственно. Рабочая демонстрация того же была выполнена с использованием массива поперечных нанопроволок (6 × 6), который, как и в случае с одномерным массивом, успешно продемонстрировал возможности чтения / записи и памяти.

Наконец, настоящая наноэлектронная схема потребует реализации трехмерной интеграции на основе наноустройств. В достижении этой цели также был достигнут значительный прогресс (Stan et al., 2003; Zhang and Chou, 2003; McAlpine et al., 2007; Jo et al., 2009; Shiratori et al. , 2011; Вирер и др. , 2012). Следуя вышеупомянутой 1-D и 2-D работе, был обнаружен особенно интересный и успешный набег на 3-D реализацию, основанный на использовании наноимпринтинга (Bao et al., 2002; Го, 2007). Используя эту технику в сочетании с традиционным производством устройств, Либер и его сотрудники смогли добиться вертикального стека трехмерных устройств, имеющих до десяти адресуемых (вертикальных) слоев (Javey et al. , 2007). Сама схема была основана на структуре памяти инвертор / плавающий затвор с использованием NW ядра / оболочки Ge / Si (Xiang et al. , 2006a; Yu and Lieber, 2010).

В конечном счете, путь от «строительных блоков», будь то частицы, провода или устройства, к реальной интеграции схем, мягко говоря, нетривиален.Остаются проблемы с синтезом, упорядочиванием и сборкой плотных конфигураций NW. Тем не менее, по-видимому, по мере того, как эти современные препятствия преодолены, использование наноустройств в схемах является ключом к новой эре высокой производительности, более высоких скоростей и более широкого разнообразия приложений для следующего поколения электронной промышленности.

Наноэлектроника – определение и применение

Термин наноэлектроника относится к использованию нанотехнологий в электронных компонентах.Эти компоненты часто имеют размер всего несколько нанометров. Однако чем меньше становятся электронные компоненты, тем сложнее их производить.

Наноэлектроника охватывает разнообразный набор устройств и материалов с общей характеристикой: они настолько малы, что физические эффекты изменяют свойства материалов в наномасштабе – межатомные взаимодействия и квантово-механические свойства играют значительную роль в работе этих устройств. . На наномасштабе новые явления имеют приоритет над теми, что господствуют в макромире.Квантовые эффекты, такие как туннелирование и атомистический беспорядок, доминируют в характеристиках этих наноразмерных устройств

Первые транзисторы, построенные в 1947 году, имели размер более 1 сантиметра; Самый маленький рабочий транзистор сегодня имеет длину 7 нанометров, что более чем в 1,4 миллиона раз меньше (1 см равен 10 миллионам нанометров). Результатом этих усилий стали процессоры с миллиардом транзисторов, где, как только промышленность перейдет на 7-нм технику производства, 20 миллиардов транзисторных схем интегрированы в один кристалл.

Наноэлектронные устройства

Spintronics

Помимо транзисторов, наноэлектронные устройства играют роль в хранении данных (памяти). Здесь спинтроника – исследование и использование в твердотельных устройствах электронного спина и связанного с ним магнитного момента, а также электрического заряда – уже устоявшаяся технология. Подробнее: «Графеновая спинтроника – от науки к технике».

Иллюстрация электронного спина в решетке графена. (Изображение: Bart van Wees)

Оптоэлектроника

Электронные устройства, излучающие, обнаруживающие и управляющие светом – i.е. оптоэлектронные устройства – бывают разных форм и форм. Высокоэффективная (с меньшим тепловыделением и потреблением энергии) оптическая связь приобретает все большее значение, поскольку она может решить одну из самых больших проблем нашего информационного века: потребление энергии.

Дисплеи

Технологии отображения можно сгруппировать в три широкие технологические области; Органические светодиоды, электронная бумага и другие устройства, предназначенные для показа неподвижных изображений, а также дисплеи с полевой эмиссией. Подробнее читайте в нашем специальном разделе «Нанотехнологии в дисплеях».

Носимая гибкая электроника

Эпоха носимой электроники приближается, о чем свидетельствует быстро растущий ассортимент умных часов, фитнес-браслетов и других передовых устройств для мониторинга здоровья следующего поколения, таких как электронные наклеиваемые татуировки.

Если текущее исследование является показателем, носимая электроника выйдет далеко за рамки очень маленьких электронных устройств или носимых гибких компьютеров. Эти устройства не только будут встроены в текстильные подложки, но и электронное устройство или система могут в конечном итоге стать самой тканью.Электронный текстиль (электронный текстиль) позволит разрабатывать и производить одежду нового поколения с распределенными датчиками и электронными функциями. Такой электронный текстиль будет обладать революционной способностью воспринимать, действовать, хранить, излучать и перемещаться – подумайте о функциях биомедицинского мониторинга или новых человеко-машинных интерфейсах – при идеальном использовании существующей недорогой инфраструктуры производства текстиля (см. , Например, «ношение одиночной одежды»). -стенная электроника из углеродных нанотрубок на вашей коже »,« временная татуировка для контроля уровня глюкозы »или« татуировка графенового наносенсора на зубах, отслеживающая бактерии во рту »).

Оптическое изображение графенового беспроводного сенсора, биотрансферное на поверхность зуба. (Изображение: McAlpine Group, Принстонский университет)

Наноэлектроника в энергетике

Молекулярная электроника

В отличие от наноэлектроники, где устройства уменьшаются до наноразмерных уровней, молекулярная электроника имеет дело с электронными процессами, которые происходят в молекулярных структурах, подобных тем, которые встречаются в природе, от фотосинтеза до передачи сигналов.

Больше, чем просто меньше: Nanoelectronics

Сфера бытовой электроники уже ощутила сильное влияние нанотехнологий.Меньшие и более быстрые устройства с наноразмерными функциями стали возможными благодаря достижениям в области материалов и технологий обработки. Супергидрофобные покрытия делают телефоны водонепроницаемыми. Электроника на основе углеродных нанотрубок, устойчивая к радиации, использовалась в космических полетах. Квантовые точки используются в телевизорах с плоским экраном. Тем не менее, самые захватывающие достижения в области наноэлектроники все еще находятся в стадии разработки! Нанотехнологии откроют совершенно новые способы хранения информации и манипулирования ею, а гибкая электроника станет обычным явлением.

Содействие сотрудничеству в области развития науки и технологий в области полупроводников

Продолжение сокращения размеров электронных устройств необходимо для дальнейшего увеличения скорости процессора, снижения энергии переключения устройств, увеличения функциональных возможностей системы и снижения стоимости производства в расчете на бит. Однако, поскольку размеры критических элементов устройств приближаются к размеру атома, квантовое туннелирование и другие квантовые эффекты ухудшаются и в конечном итоге запрещают работу обычных полупроводниковых устройств, и необходимы новые концептуальные решения. Признавая эти ограничения, Национальный научный фонд (NSF) и Корпорация полупроводниковых исследований (SRC) подписали давний Меморандум о взаимопонимании для содействия сотрудничеству в исследовательских и образовательных проектах, которые могут способствовать развитию знаний в области науки и технологий полупроводников и улучшить использование поля на благо промышленности, нации и общества. Например, в 2011 году NSF и Инициатива по исследованиям в области наноэлектроники (NRI) SRC сотрудничали в разработке заявки на участие в программе «Наноэлектроника на период до 2020 года и далее» (NEB).Целью NEB было изучение инновационных концепций исследований в области наноэлектроники. Это исследование включало различные направления изучения новых материалов, химии и логических устройств; схемам, системным архитектурам и алгоритмам; к новым парадигмам вычисления, восприятия и обработки информации. NSF и NRI совместно поддержали 12 четырехлетних грантов междисциплинарным группам исследователей на общую сумму 20 миллионов долларов.

Позволить закону Мура действовать еще много лет

Nantero, один из 10 лучших стартапов Electronic Engineering Times в 2013 году, разработал память на основе углеродных нанотрубок, NRAM.Частично финансируемая наградами Air Force Small Business Innovation Research и Small Business Technology Transfer, NRAM Nantero переключается за пикосекунды, является постоянно энергонезависимой, потребляет очень мало энергии и масштабируется до размера всего в несколько нанометров. Эта технология позволяет использовать компьютеры с мгновенным запуском, более быстрые серверы и центры обработки данных, которые потребляют гораздо меньше энергии. Например, мобильные устройства могут работать быстрее и дольше работать от батареи. Кроме того, тот же материал углеродных нанотрубок и производственные процессы, которые использовались для NRAM, можно использовать для транзисторов и межсоединений следующего поколения, что позволяет закону Мура действовать в течение многих лет.

Память NRAM нового поколения Nantero Фото любезно предоставлено Nantero, Inc.

Растяжение, складывание, скручивание и неповреждение электроники

Полупроводниковые наномембраны (НМ) представляют собой монокристаллические структуры с толщиной менее нескольких сотен нанометров и минимальными поперечными размерами, по крайней мере, на два порядка превышающими толщину. Кремниевые наномембраны (SiNM) обладают многими свойствами, которые отличаются от свойств объемного кремния.Они гибкие, конформные, прозрачные, деформируемые, переносимые, склеиваемые, штабелируемые и с возможностью нанесения рисунка. Сообщалось о продвинутых демонстрационных устройствах, использующих НМ, возможно, наиболее существенно в области гибкой и растягиваемой электроники. НМ кремния или германия, закрепленные на пластиковых или резиновых подложках, допускают изгиб, растяжение, складывание, скручивание и другие сложные режимы деформации, не вызывая повреждений или усталости материалов. Благодаря инвестициям в Междисциплинарную исследовательскую программу Министерства обороны США Университетской исследовательской инициативы U.S. Правительство значительно активизировало деятельность в этой области нанотехнологий материалов. Эта деятельность поддерживает ведущих исследователей, таких как Макс Лагалли и Джек Ма (Вашингтонский университет), Рэй Чен (Юта Остин), Хэнк Смит (Массачусетский технологический институт) и Джон Роджерс (UIUC).

Эффективные электронные сборки без использования опасных материалов

С момента появления современной электроники свинец стал основным припоем из-за его низкой температуры плавления. Однако из-за того, что во всем мире предпринимаются усилия по поэтапному отказу от опасных материалов в электронике, в настоящее время существует острая потребность в бессвинцовых припоях.Обычная бессвинцовая замена, представляющая собой комбинацию олова, серебра и меди, имеет несколько проблем. Для этого требуются высокие температуры обработки, которые увеличивают затраты, высокое содержание олова может привести к образованию усов, которые могут вызвать короткое замыкание, а трещины – обычное явление в сложных условиях. В результате, компания Defense Manufacturing Science & Technology инициировала программу в области «Электроника без пайки». Идея заключалась в разработке материала и / или сопутствующего процесса для изготовления электронных систем, которые устранят потребность в коммерческих бессвинцовых припоях и устранят связанные с ними проблемы.Металлы с наночастицами по своей природе имеют более низкую температуру плавления и плавления по сравнению с объемными материалами. Используя этот эффект, доктор Альфред Зинн из Центра передовых технологий Lockheed Martin смог разработать суспензию наночастиц меди CuantumFuse ™, которую можно использовать для замены пайки в стандартном процессе сборки электроники. Медь была выбрана потому, что она уже используется в электронной промышленности, дешевая (1/4 стоимости олова; 1/100 стоимости серебра и 1/10 000 стоимости золота), в изобилии и в десять раз дороже. электрическая и теплопроводность коммерческого припоя на основе олова, что может привести к созданию более эффективных электронных сборок.

Изоляторы для 2D-наноэлектроники: разрыв, который должен преодолеть

1.

Хафф, Х. Р. Интегральные схемы и нанотехнологии: исторический обзор. ECS Trans. 72 , 275–287 (2016).

CAS Google ученый

2.

Викридж И., Ганем Дж., Хосино Ю. и Тримайль И. Рост SiO ₂ на SiC путем сухого термического окисления: механизмы. J. Phys. D: Прил. Phys. 40 , 6254 (2007).

ADS CAS Google ученый

3.

Камата Ю. Полевые МОП-транзисторы High-k / Ge для наноэлектроники будущего. Mater. Сегодня 11 , 30–38 (2008 г.).

Google ученый

4.

ДелАламо, Дж. А. Электроника в нанометровом масштабе с полупроводниковыми соединениями AIIIBV. Природа 479 , 317 (2011).

ADS CAS Google ученый

5.

Gila, B.P. et al. Оксид гадолиния и оксид скандия: диэлектрики затвора для полевых МОП-транзисторов на основе GaN. Phys. Статус Солди (a) 188 , 239–242 (2001).

ADS CAS Google ученый

6.

Ху, Дж., Сарасват, К. К. и Вонг, Х.-С. P. Metal / III-V Регулировка высоты барьера Шоттки для разработки нелегированных контактов исток / сток полевых транзисторов III-V. J. Appl. Phys. 107 , 063712 (2010).

ADS Google ученый

7.

Chang, L. et al. Чрезвычайно масштабируемые кремниевые нанокМОП-устройства. Proc. IEEE . 91 , 1860–1873 (2003).

8.

Uchida, K. et al. Экспериментальное исследование механизма транспорта носителей в ультратонких КНИ n- и p-МОП-транзисторах с толщиной КНИ менее 5 нм, 47-50 (IEEE, IEDM 2002).

9.

Schmidt, M. et al. Извлечение подвижности в КНИ МОП-транзисторах с толщиной тела менее 1 нм. Твердотельный электрон 53 , 1246–1251 (2009).

ADS CAS Google ученый

10.

Радисавлевич Б., Раденович А., Беривио Дж., Джакометти В. и Кис А. Однослойные транзисторы MoS ₂ . Нат. Nanotechnol. 6 , 147–150 (2011).

ADS CAS PubMed Google ученый

11.

Ли, Г.-ЧАС. и другие. Гибкие и прозрачные полевые транзисторы MoS ₂ на гексагональных гетероструктурах нитрид бора-графен. САУ Нано 7 , 7931–7936 (2013).

CAS PubMed Google ученый

12.

Cho, A.-J. и другие. Многослойный полевой транзистор MoS ₂ с малым гистерезисом с использованием атомного слоя Al ₂ O ₃ в качестве изолятора затвора. ECS Solid State Lett. 3 , Q67 – Q69 (2014).

ADS CAS Google ученый

13.

Guo, Y. et al. Захват заряда на интерфейсе MoS ₂ -SiO ₂ и его влияние на характеристики полевых транзисторов MoS ₂ металл-оксид-полупроводник. Заявл. Phys. Lett. 106 , 103109 (2015).

ADS Google ученый

14.

Илларионов, Ю.и другие. Улучшенный гистерезис и надежность транзисторов MoS ₂ с высококачественным CVD-выращиванием и инкапсуляцией Al ₂ O ₃ . IEEE Electron Device Lett. 38 , 1763–1766 (2017).

ADS CAS Google ученый

15.

Смит, К., Сурьяванши, С., Муньос-Рохо, М., Теджарати, А. и Поп, Э. Низкая изменчивость в синтетических однослойных устройствах MoS ₂ . САУ Нано 11 , 8456–8463 (2017).

CAS PubMed Google ученый

16.

Большаков П. и др. Улучшение характеристик транзистора MoS ₂ с верхним затвором за счет высококачественного слоя Al ₂ O ₃ на задней стороне. Заявл. Phys. Lett. 111 , 032110 (2017).

ADS Google ученый

17.

Ляо, В., Вэй, В., Тонг, Ю., Чим, В. К. и Чжу, К.Электрические характеристики и низкочастотный шум в полевых транзисторах MoSe с гексагональным корпусом из нитрида бора ₂ с двойным затвором. Заявл. Phys. Lett. 111 , 082105 (2017).

ADS Google ученый

18.

Чанг, Ю.-М. и другие. Обратимое и точно контролируемое легирование p / n-типа транзисторов MoTe ₂ путем электротермического легирования. Adv. Материал . 30 , e1706995, (2018).

19.

Aji, A. S., Solís-Fernández, P., Ji, H. G., Fukuda, K. & Ago, H. Высокомобильные транзисторы WS ₂ , реализованные на основе многослойных графеновых электродов и примененные в гибких фотодетекторах с высокой чувствительностью. Adv. Веселье. Материал . 27 , 1703448 (2017).

Google ученый

20.

Аллен А. и Кис А. Подвижность электронов и дырок в однослойном WSe ₂ . САУ Нано 8 , 7180–7185 (2014).

CAS PubMed Google ученый

21.

Wood, J. et al. Эффективная пассивация транзисторов с расслоенным черным фосфором против деградации окружающей среды. Nano Lett. 14 , 6964–6970 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

22.

Kim, J.-S. и другие. К воздухоустойчивым многослойным тонким пленкам и транзисторам из фосфорена. Sci. Отчет 5 , 1–7 (2015).

Google ученый

23.

Илларионов Ю. Долговременная стабильность и надежность полевых транзисторов с черным фосфором. САУ Нано 10 , 9543–9549 (2016).

CAS PubMed Google ученый

24.

Гейм А., Григорьева И. Гетероструктуры Ван-дер-Ваальса. Природа 499 , 419–425 (2013).

CAS PubMed Google ученый

25.

АльМутаири, А., Чжао, Й., Инь, Д. и Юн, Ю. Проекция предельных характеристик германановых полевых транзисторов. IEEE Electron Device Lett. 38 , 673–676 (2017).

ADS CAS Google ученый

26.

Bonaccorso, F. et al. Производство и обработка графена и 2D кристаллов. Mater. Сегодня 15 , 564–589 (2012).

CAS Google ученый

27.

Инглиш, К., Шайн, Г., Дорган, В., Сарасват, К. и Поп, Э. Улучшенные контакты к транзисторам MoS ₂ путем напыления металла в сверхвысоком вакууме. Nano Lett. 16 , 3824–3830 (2016).

ADS CAS PubMed Google ученый

28.

Смит, К., Инглиш, К., Сурьяванши, С. и Поп, Э. Низкая изменчивость в синтетических монослоях MoS ₂ устройств. 2D Матер. 4 , 011009 (2017).

Google ученый

29.

Pei, T. et al. Малослойные транзисторы SnSe ₂ с высокими отношениями включения / выключения. Заявл. Phys. Lett. 108 , 053506 (2016).

ADS Google ученый

30.

Roy, T. et al. MoS ₂ / WSe ₂ туннельные диоды и транзисторы Ван-дер-Ваальса с двойным затвором. САУ Нано 9 , 2071–2079 (2015).

CAS PubMed Google ученый

31.

Wang, X. et al. Сегнетоэлектрический полевой транзистор для энергонезависимой памяти с двумерными каналами MoS ₂ . 2D Матер. 4 , 025036 (2017).

Google ученый

32.

McGuire, F. et al. Устойчивое переключение ниже 60 мВ / декада за счет эффекта отрицательной емкости в транзисторах MoS ₂ . Nano Lett. 17 , 4801–4806 (2017).

ADS CAS PubMed Google ученый

33.

Si, M. et al. Крутая отрицательная емкость без гистерезиса MoS ₂ транзисторов. Нат. Nanotechnol. 13 , 24–28 (2018).

ADS CAS PubMed Google ученый

34.

Mohsin, M. et al. Электропоглощающий модулятор с низкими вносимыми потерями на основе графена на волноводе КНИ. Опт. Expr. 22 , 15292–15297 (2014).

ADS Google ученый

35.

Koppens, F. et al. Фотоприемники на основе графена, других двумерных материалов и гибридных систем. Нат. Nanotechnol. 9 , 780 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

36.

Hess, L.H. et al. Матрицы графеновых транзисторов для регистрации потенциалов действия от электрогенных ячеек. Adv. Матер. 23 , 5045–5049 (2011).

CAS PubMed Google ученый

37.

Лемм, М., Эхтермейер, Т., Баус, М. и Курц, Х. Устройство для создания графенового поля. IEEE Electron Device Lett. 27 , 1–12 (2007).

Google ученый

38.

Pan, Y. et al. Почти идеальное подпороговое колебание MoS ₂ транзисторы с задним затвором с оптимизированным сверхтонким диэлектрическим слоем HfO ₂ . Нанотехнологии 30 , 095202 (2019).

ADS CAS PubMed Google ученый

39.

Park, J.H. et al. Осаждение атомарного слоя Al ₂ O ₃ на WSe ₂ , функционализированном титанилфталоцианином. САУ Нано 10 , 6888–6896 (2016).

CAS PubMed Google ученый

40.

Li, W. et al. Однородные и сверхтонкие диэлектрики затвора с высоким κ для двумерных электронных устройств. Нат. Электрон. 2 , 563–571 (2019).

ADS CAS Google ученый

41.

Chamlagain, B. et al. Термически окисленный 2D TaS ₂ в качестве диэлектрика затвора с высоким κ для полевых транзисторов MoS ₂ . 2D Материал . 4 , 031002 (2017).

42.

Mleczko, M. J. et al. HfSe ₂ и ZrSe ₂ : двумерные полупроводники с естественными оксидами с высоким κ . Sci. Adv. 3 , e1700481 (2017).

ADS PubMed PubMed Central Google ученый

43.

Lai, S. et al. Гибридная гетероструктура HfO ₂ / HfS ₂ , полученная путем контролируемого химического превращения двумерного HfS ₂ . Наноразмер 10 , 18758–18766 (2018).

CAS PubMed Google ученый

44.

Peimyoo, N. et al. Записываемый лазером high-k диэлектрик для ван-дер-ваальсовой наноэлектроники. Sci. Adv. 5 , eaau0906 (2019).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

45.

Lee, C. et al. Сравнение захваченных зарядов и поведения гистерезиса в одиночных полевых транзисторах на основе пластин MoS ₂ , инкапсулированных hBN, на подложках SiO ₂ и hBN. Нанотехнологии 29 , 335202 (2018).

ADS PubMed Google ученый

46.

Илларионов Ю.В. и др. Ультратонкие изоляторы из фторида кальция для двумерных полевых транзисторов. Нат. Электрон. 2 , 230–235 (2019).

CAS Google ученый

47.

Кома А., Сайки К. и Сато Ю. Гетероэпитаксия двухмерного материала на трехмерном материале. Заявл. Серфинг. Sci. 41 , 451–456 (1990).

ADS Google ученый

48.

Робертсон Дж. Оксиды с высокой диэлектрической проницаемостью. Eur. Phys. 28 , 265–291 (2004).

CAS Google ученый

49.

Флитвуд, Д. Пограничные ловушки в устройствах MOS. Nucl. Sci. 39 , 269–271 (1992).

Google ученый

50.

Илларионов Ю.В. и др. Высокостабильные полевые транзисторы с черным фосфором и низкой плотностью оксидных ловушек. npj 2D Mater. Заявление 1 , 23 (2017).

Google ученый

51.

Grandchamp, B. et al. Характеристика и моделирование низкочастотного шума графенового транзистора. Electron Dev. 59 , 516–519 (2012).

ADS CAS Google ученый

52.

Nie, X.-R. и другие. Зависимость низкочастотного шума от толщины в полевых транзисторах MoS ₂ с улучшенным управлением задним затвором. IEEE Electron Dev. Lett. 39 , 739–741 (2018).

ADS CAS Google ученый

53.

DiBartolomeo, A. et al. Гистерезис передаточных характеристик транзисторов MoS ₂ . 2D Матер. 5 , 015014 (2017).

Google ученый

54.

Vu, Q. et al. Почти нулевой гистерезис и почти идеальный подпороговый размах в однослойных полевых транзисторах MoS ₂ , инкапсулированных h-BN. 2D Матер. 5 , 031001 (2018).

Google ученый

55.

Грассер Т. Нестабильность температуры смещения для устройств и схем . (Springer Science & Business Media, 2013)

56.

Регистр, Л. Ф., Розенбаум, Э. и Янг, К.Аналитическая модель постоянного туннельного тока в поликристаллических устройствах металл – оксид – полупроводник с кремниевым затвором. Заявл. Phys. Lett. 74 , 457–459 (1999).

ADS CAS Google ученый

57.

Vexler, M. I. et al. Общая процедура моделирования электрических характеристик туннельных структур металл-диэлектрик-полупроводник. Полупроводники 47 , 686–694 (2013).

ADS CAS Google ученый

58.

Илларионов Ю.В. и др. Роль улавливания заряда в полевых транзисторах MoS ₂ / SiO ₂ и MoS ₂ / hBN. 2D Матер. 3 , 035004 (2016).

Google ученый

59.

Брар Б., Уилк Г. и Сибо А. Прямое извлечение электронной туннельной эффективной массы в ультратонком SiO ₂ . Заявл. Phys. Lett. 69 , 2728–2730 (1996).

ADS CAS Google ученый

60.

Guha, S. et al. Высококачественные диэлектрики затвора из оксида алюминия, полученные методом реактивного атомно-лучевого осаждения в сверхвысоком вакууме. J. Appl. Phys. 90 , 512–514 (2001).

ADS CAS Google ученый

61.

Iwai, H. et al. Усовершенствованные диэлектрические материалы затвора для КМОП менее 100 нм , 625–628 (IEEE IEDM, 2002).

62.

Векслер М., Илларионов Ю., Сутурин С., Федоров В., Соколов Н. Туннелирование электронов с сохранением поперечного волнового вектора в Au / CaF ₂ / Si (111) система. Phys. Твердое тело 52 , 2357–2363 (2010).

ADS CAS Google ученый

63.

Britnell, L. et al. Электронное туннелирование через ультратонкие кристаллические барьеры нитрида бора. Nano Lett. 12 , 1707–1710 (2012).

ADS CAS PubMed Google ученый

64.

Zou, X. et al. Разработка интерфейсов для высокопроизводительных полевых транзисторов MoS ₂ с верхним вентилем. Adv. Матер. 26 , 6255–6261 (2014).

CAS PubMed Google ученый

65.

Jeong, S.-J. и другие. Масштабирование толщины пленок HfO ₂ , осажденных атомными слоями, и их применение в графеновых туннельных транзисторах в масштабе пластины. Sci. Отчет 6 , 20907 (2016).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

66.

Wang, X. et al. Улучшенная интеграция ультратонких диэлектриков с высоким коэффициентом k в многослойный полевой транзистор из MoS ₂ за счет предварительной плазменной обработки с удаленным формовочным газом. Заявл. Phys. Lett. 110 , 053110 (2017).

ADS Google ученый

67.

Gottlob, H. D. B. et al. КМОП интеграция эпитаксиальных Gd ₂ O ₃ диэлектриков с высоким k затвором. Твердотельный электрон 50 , 979–985 (2006).

ADS CAS Google ученый

68.

Shi, Y. et al. Электронные синапсы из слоистых двумерных материалов. Нат. Электрон 1 , 458 (2018).

Google ученый

69.

Sarkar, D. et al. Субтермионный туннельный полевой транзистор с атомарно тонким каналом. Природа 526 , 91 (2015).

ADS CAS PubMed Google ученый

70.

Knobloch, T. et al. Влияние затворных диэлектриков на пороговое напряжение в транзисторах MoS ₂ . ECS Trans. 80 , 203–217 (2017).

CAS Google ученый

71.

Knobloch, T. et al. Физическая модель гистерезиса в транзисторах MoS ₂ . IEEE J. Electron Dev. Soc. 6 , 972–978 (2018).

CAS Google ученый

72.

Аппенцеллер, Дж., Чжан, Ф., С., Дас и Дж., 2D-материалы Кноха для наноэлектроники. 2D Матер. Наноэлектроника 17 , 207–234 (2016).

Google ученый

73.

Liu, H. et al. Статистическое исследование глубоких субмикронных полевых транзисторов с двойным затвором на однослойных пленках дисульфида молибдена химического осаждения из газовой фазы. Nano Lett. 13 , 2640–2646 (2013).

ADS CAS PubMed Google ученый

74.

Lee, C.H. et al. Перенесены монокристаллические полевые транзисторы MoS ₂ большой площади. Заявл. Phys. Lett. 107 , 193503 (2015).

ADS Google ученый

75.

Xia, P. et al. Влияние и происхождение интерфейсных состояний в МОП-конденсаторе с однослойным MoS ₂ и HfO ₂ High-k диэлектрик. Sci. Отчет 7 , 40669 (2017).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

76.

Liu, H. & Ye, P. MoS ₂ МОП-транзистор с двойным затвором и осажденным атомным слоем Al2O3 в качестве диэлектрика на верхнем затворе. IEEE Electron Device Lett. 33 , 546–548 (2012).

ADS CAS Google ученый

77.

Na, J. et al. Низкочастотный шум в многослойных полевых транзисторах MoS ₂ : эффект high-k пассивации. Наноразмер 6 , 433–441 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

78.

Бутчача, Т., Ghibaudo, G., Guegan, G. & Skotnicki, T. Определение характеристик низкочастотного шума кремниевых КМОП-транзисторов 0,18 мкм. Microelectron. Надежный 37 , 1599–1602 (1997).

Google ученый

79.

Jung, Y. et al. Переносится через контакты как платформа для идеальных двумерных транзисторов. Нат. Электрон. 2 , 187 (2019).

Google ученый

80.

Taychatanapat, T. & Jarillo-Herrero, P. Электронный транспорт в двухслойном двухслойном графене с двумя воротами при больших полях смещения. Phys. Rev. Lett. 105 , 166601 (2010).

ADS PubMed Google ученый

81.

Wang, H. et al. Транзисторы BN / графен / BN для ВЧ приложений. IEEE Electron Device Lett. 32 , 1209–1211 (2011).

ADS CAS Google ученый

82.

Petrone, N. et al. Графен, полученный химическим осаждением из паровой фазы, с электрическими характеристиками расслоенного графена. Nano Lett. 12 , 2751–2756 (2012).

ADS CAS PubMed Google ученый

83.

Vishwanath, S. et al. Подробные структурные и оптические характеристики MoSe ₂ , выращенного методом МПЭ на графите, CaF ₂ и графене. 2D Матер. 2 , 024007 (2015).

Google ученый

84.

Vishwanath, S. et al. МЛЭ рост многослойного 2H-MoTe ₂ на 3D-подложках. J. Cryst. Рост 482 , 61–69 (2018).

ADS CAS Google ученый

85.

Grasser, T. et al. Аналитическое моделирование нестабильности температуры смещения с использованием карт времени захвата / испускания , 27.4.1–27.4.4. (IEEE IEDM, 2011)

86.

Илларионов Ю.В. и др. Неустойчивость температуры смещения в однослойных графеновых полевых транзисторах: проблема надежности. в Proc. 2014 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop , 29–30 (IEEE, 2014).

87.

Илларионов Ю.В. и др. Неустойчивость температуры смещения в однослойных графеновых полевых транзисторах. Заявл. Phys. Lett. 105 , 143507 (2014).

ADS Google ученый

88.

Азеведо, С., Кашни, Дж. Р., де Кастильо, К. М. К. и де Брито Мота, Ф. Теоретическое исследование дефектов в монослое нитрида бора. Нанотехнологии 18 , 495707 (2007).

PubMed Google ученый

89.

Матос, М. Дж. С., Маццони, М. С. и Чахам, Х. Сверхрешетки графен – нитрид бора: роль точечных дефектов в слое BN. Нанотехнологии 25 , 165705 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

90.

Янг, С., Пак, С., Янг, С., Ким, Х. и Квон, Ж.-Й. Электрическая устойчивость многослойного полевого транзистора MoS ₂ при отрицательном напряжении смещения при различных температурах. Phys. Статус Solidi 8 , 714–718 (2014).

CAS Google ученый

91.

Илларионов, Ю.и другие. Нестабильность температуры смещения на заднем затворе однослойных графеновых полевых транзисторов с двойным затвором. Jpn. J. Appl. Phys. 55 , 04EP03 (2016).

Google ученый

92.

Kim, T.-Y. и другие. Электрические свойства синтезированных полевых транзисторов MoS ₂ большой площади, изготовленных с контактами, нанесенными струйной печатью. САУ Нано 10 , 2819–2826 (2016).

CAS PubMed Google ученый

93.

Илларионов Ю.В. и др. Энергетическое отображение оксидных ловушек в полевых транзисторах MoS ₂ . 2D Матер. 4 , 025108 (2017).

Google ученый

94.

Stampfer, B. et al. Характеристика единичных дефектов в сверхмасштабных полевых транзисторах MoS ₂ . ACS Nano 12 , 5368–5375 (2018).

CAS PubMed Google ученый

95.

Алкаускас А., Ян К. и Ван де Валль К. Г. Теория из первых принципов безызлучательного захвата носителей посредством многофононного излучения. Phys. Ред. B 90 , 075202 (2014).

ADS Google ученый

96.

Nan, F., Nagashio, K. & Toriumi, A. Экспериментальное обнаружение активных дефектов в нескольких слоях MoS ₂ посредством анализа случайных телеграфных сигналов, наблюдаемых в его характеристиках полевого транзистора. 2D Матер. 4 , 015035 (2016).

Google ученый

97.

Procel, L. M., Crupi, F., Franco, J., Trojman, L. & Kaczer, B. Дефектно-ориентированное распределение деградации горячих носителей в нано-MOSFET. IEEE Electron Device Lett. 35 , 1167–1169 (2014).

ADS Google ученый

98.

Илларионов Ю.В. и др. Деградация горячих носителей и нестабильность температуры смещения в однослойных графеновых полевых транзисторах: сходства и различия. Electron Dev. 62 , 3876–3881 (2015).

ADS CAS Google ученый

99.

Degraeve, R. et al. Ловушка-спектроскопия с помощью инжекции и измерения заряда (TSCIS): количественный электрический метод исследования дефектов в диэлектрических стойках , 1–4. IEEE IEDM, 2008)

100.

Franco, J. et al. Превосходная надежность NBTI pMOSFET с SiGe-каналом: ReplacementGate, FinFETs и влияние смещения корпуса , 18.5.1–18.5.4. IEEE IEDM, 2011)

101.

Макдугалл, Н. Л., Партридж, Дж. Г., Николлс, Р. Дж., Руссо, С. П. и Маккаллох, Д. Г. Влияние точечных дефектов на структуру ближнего края гексагонального нитрида бора. Phys. Ред. B 96 , 144106 (2017).

ADS Google ученый

102.

Киртон М. и Урен М. Шум в твердотельных микроструктурах: новый взгляд на отдельные дефекты, состояния границ раздела и низкочастотный (1/ f ) шум. Adv. Phys. 38 , 367–468 (1989).

ADS CAS Google ученый

103.

Чо, Х.-Дж., Ли, С., Парк, Б.-Г. И Шин, Х. Извлечение энергии ловушки и местоположения из случайного телеграфного шума в токе утечки затвора (Ig RTN) металлооксидного полупроводникового полевого транзистора (MOSFET). Solid State Electron. 54 , 362–367 (2010).

ADS CAS Google ученый

104.

Се, Э., Цай, Ю., Чанг, С., Цай, К., Хуанг, Р. и Цай, К. Понимание многоуровневого RTN в полевых МОП-транзисторах с помощью двухмерного профилирования ловушек и его влияния по производительности SRAM: обнаружен новый механизм отказа , 454–457. (IEEE 2012).

105.

Падовани А., Ларчер Л., Берсукер Г. и Паван П. Перенос и деградация заряда в диэлектриках HfO ₂ и HfO _x . IEEE Electron Dev. Lett. 34 , 680–682 (2013).

ADS CAS Google ученый

106.

Швальке, У. П., Мартин, С. и Томас Кербер, М. Сверхтолстые оксиды затвора: образование заряда и его влияние на надежность. Microelectron. Надежный 41 , 1007–1010 (2001).

Google ученый

107.

Hattori, Y., Taniguchi, T., Watanabe, K. & Nagashio, K. Послойный диэлектрический пробой гексагонального нитрида бора. САУ Нано 9 , 916–921 (2015).

CAS PubMed Google ученый

108.

Ji, Y. et al. Нитрид бора как двумерный диэлектрик: надежность и пробой диэлектрика. Заявл. Phys. Lett. 108 , 012905 (2016).

ADS Google ученый

109.

Palumbo, F. et al. Обзор диэлектрического пробоя в тонких диэлектриках: диоксид кремния, high-k и слоистые диэлектрики. Adv. Веселье. Материал . 30 , 17 (2019).

Google ученый

110.

Акинванде, Д., Петроне, Н. и Хоун, Дж. Двумерная гибкая наноэлектроника. Нат. Commun. 5 , 5678 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

111.

Цай, М.-Ю. и другие. Гибкие полевые транзисторы MoS ₂ для пьезорезистивных тензодатчиков с настраиваемым затвором. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 7 , 12850–12855 (2015).

CAS PubMed Google ученый

112.

Манзели С., Аллен А., Гадими А. и Кис А. Настройка пьезорезистивности и деформации запрещенной зоны в атомарно тонком MoS ₂ . Nano Lett. 15 , 5330–5335 (2015).

ADS CAS PubMed Google ученый

113.

Wagner, S. et al. Высокочувствительные электромеханические пьезорезистивные датчики давления на основе многослойных пленок PtSe ₂ большой площади. Nano Lett. 18 , 3738–3745 (2018).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

114.

Rzepa, G. et al. Comphy – компактно-физический фреймворк для единого моделирования БТИ. Microel. Надежный 85 , 49–65 (2018).

CAS Google ученый

115.

Зунгер А. Обратный дизайн в поисках материалов с целевыми функциональными возможностями. Нат. Rev. Chem. 2 , 0121 (2018).

CAS Google ученый

116.

D’Avezac, M., Luo, J.-W., Chanier, T. & Zunger, A. Открытие с помощью генетического алгоритма прямой и оптически разрешенной надстройки из непрямых зазоров si и ge полупроводники. Phys. Rev. Lett. 108 , 027401 (2012).

ADS PubMed Google ученый

117.

Alharbi, A. & Shahrjerdi, D. Анализ влияния легирования, опосредованного диэлектриком high-k, на контактное сопротивление в однослойных транзисторах MoS ₂ с верхним затвором. IEEE Trans. Электрон Дев. 65 , 4084–4092 (2018).

ADS CAS Google ученый

118.

Pudasaini, P. R., Oyedele, A., Zhang, C., Stanford, M. G. & Cross, N. Высокопроизводительные многослойные полевые транзисторы WSe ₂ с управлением типа носителя. Nano Res. 11 , 722–730 (2018).

CAS Google ученый

119.

Yamamoto, M. et al. Саморегулирующееся послойное окисление атомарно тонкого WSe ₂ . Nano Lett. 15 , 2067–2073 (2015).

ADS CAS PubMed Google ученый

120.

Zhu, H. et al. Дистанционное плазменное окисление и травление атомных слоев MoS ₂ . ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8 , 19119–19126 (2016).

CAS PubMed Google ученый

121.

McClellan, C.J. et al. Эффективное легирование монослоя MoS n-типа ₂ по AlO _x , 1–2 (IEEE DRC, 2017)

122.

Кант, К. П., Шривастава Р. Диэлектрические свойства напыленных в вакууме пленок оксида вольфрама. Тонкие твердые пленки 30 , 319–323 (1975).

ADS Google ученый

123.

Кант, К. П. и Шривастава, Р. Диэлектрическая проницаемость и прочность на пробой пленок триоксида молибдена. J. Phy. Soc. Jpn. 39 , 1316–1318 (1975).

ADS Google ученый

124.

Melskens, J. et al. Пассивирующие контакты для солнечных элементов из кристаллического кремния: от концепций и материалов к перспективам. IEEE J. Photovolt. 8 , 373–388 (2018).

Google ученый

125.

Hui, F. et al. Об использовании двумерного гексагонального нитрида бора в качестве диэлектрика. Microelectron. Англ. 163 , 119–133 (2016).

CAS Google ученый

126.

Low, C.G., Zhang, Q., Hao, Y. & Ruoff, R.S. Полевые транзисторы с графеновым эффектом со слюдой в качестве диэлектрических слоев затвора. Малый 10 , 4213–4218 (2014).

CAS PubMed Google ученый

127.

Илларионов Ю.В. и др. Туннелирование электронов в МДП-конденсаторах со слоями фторида на Si (111) и Ge (111), выращенных методом МЛЭ: роль сохранения поперечного импульса. Microelectron. Англ. 88 , 1291–1294 (2011).

CAS Google ученый

128.

Илларионов Ю., Векслер М., Федоров В., Сутурин С., Соколов Н. Электрические и оптические характеристики диодов с туннельной инжекцией Au / CaF ₂ / p-Si (111). J. Appl. Phys. 115 , 223706 (2014).

ADS Google ученый

129.

Cassabois, G., Valvin, P. & Gil, B. Гексагональный нитрид бора является полупроводником с непрямой запрещенной зоной. Нат. Фотоника 10 , 262–266 (2016).

ADS CAS Google ученый

130.

Гейк Р., Перри К. и Руппрехт Г. Нормальные моды в гексагональном нитриде бора. Phys. Ред. , , 146, , 543 (1966).

ADS CAS Google ученый

131.

Wang, Z. et al. Мемристоры с диффузной динамикой как синаптические эмуляторы для нейроморфных вычислений. Нат. Матер. 16 , 101 (2017).

ADS CAS PubMed Google ученый

132.

Hui, F. et al. Графен и сопутствующие материалы для резистивной памяти с произвольным доступом. Adv. Электрон. Матер. 3 , 1600195 (2017).

Google ученый

133.

Zou, X. et al. Неповрежденный интерфейс Mica / MoS2 для высокопроизводительных многослойных полевых транзисторов MoS2. Нанотехнологии . 30 , 345204 (2019).

134.

Lippert, G. et al. Прямой рост графена на изоляторе. Phys. Статус Solidi (b) 248 , 2619–2622 (2011).

ADS CAS Google ученый

135.

Ван Л. и Сасаки Т. Нанолисты оксида титана: аналоги графена с разнообразными функциями. Chem. Ред. 114 , 9455–9486 (2014).

CAS PubMed Google ученый

136.

Buchner, C. et al. Переносимый 2D-слой диоксида кремния с большой шириной запрещенной зоны. САУ Нано 10 , 7982–7989 (2016).

PubMed Google ученый

137.

Смайли С., О’Хара А. и Пантелидес. С. Оксидные нанолистовые диэлектрики для 2D-устройств. Bull. Являюсь. Phys. Soc. Л13-001 (2019).

138.

Сугияма М. и Осима М. Рост фторидов методом МБЭ. Microelectron.J. 27 , 361–382 (1996).

CAS Google ученый

139.

Cadiz, F. et al. Ширина линии экситона приближается к пределу однородности в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах на основе MoS ₂ . Phys. Ред. X 7 , 021026 (2017).

Google ученый

140.

Банщиков А. и др. Эпитаксиальные слои фторида никеля на Si (111): рост и стабилизация орторомбической фазы. Phys. Твердотельное тело 57 , 1647–1652 (2015).

ADS CAS Google ученый

141.

Кавеев А. и др. Эпитаксиальный рост на кремнии и характеристика слоев MnF ₂ и ZnF ₂ с метастабильной орторомбической структурой. J. Appl. Phys. 98 , 013519 (2005).

ADS Google ученый

142.

Равез, Дж. Неорганические фторидные и оксифторидные сегнетоэлектрики. J. de. Phys. III 7 , 1129–1144 (1997).

ADS CAS Google ученый

143.

Макгуайр, Ф.А., Ченг, З., Прайс, К. и Франклин, А.Д. Переключение менее 60 мВ / декаду в полевых транзисторах 2D с отрицательной емкостью со встроенным сегнетоэлектрическим полимером. Заявл. Phys. Lett. 109 , 093101 (2016).

ADS Google ученый

144.

Wang, X. et al. Транзисторы Ван-дер-Ваальса с отрицательной емкостью. Нат. Commun. 10 , 1–8 (2019).

ADS Google ученый

145.

Лю Дж. С., Ким Б. В., Ким К. Х., Ча Дж. Й. и Ю, Х. Дж. Поле металл-сегнетоэлектрик-полупроводник. Эффектный транзистор (MPSFET) для однотранзисторной памяти с использованием источника / стока Poly-Si и BaMgF ₄ Диэлектрик , 503–506.(IEEE IEDM, 1996)

146.

Cao, W. & Banerjee, K. Является ли полевой транзистор отрицательной емкости логическим переключателем с крутым наклоном? Нат. Commun. 11 , 1–8 (2020).

Google ученый

147.

Tay, R. Y. et al. Рост крупных монокристаллических двумерных шестиугольников нитрида бора на электрополированной меди. Nano Lett. 14 , 839–846 (2014).

ADS CAS PubMed Google ученый

148.

Чо, Ю.-Дж. и другие. Гексагональные туннельные барьеры из нитрида бора, выращенные на графите методом высокотемпературной молекулярно-лучевой эпитаксии. Sci. Отчет 6 , 34474 (2016).

ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

149.

Pandey, H. et al. Все графеновые полевые транзисторы, инкапсулированные нитридом бора CVD, с металлическими краевыми контактами, совместимыми с КМОП. IEEE Trans. Электрон Дев . 65 , 4129–4134 (2018).

ADS CAS Google ученый

150.

Hui, F. et al. Синтез многослойных листов гексагонального нитрида бора большой площади на железных подложках и их использование в резистивных коммутационных устройствах. 2D Матер. 5 , 031011 (2018).

Google ученый

151.

Dragoi, V., Pabo, E., Burggraf, J. & Mittendorfer, G. CMOS: совместимое соединение пластин для МЭМС и интеграции трехмерных пластин. Микросист. Technol. 18 , 1065–1075 (2012).

Google ученый

152.

Vexler, M. et al. Электрические характеристики и моделирование структур Au / CaF ₂ / nSi (111) с высококачественным тонким туннельным слоем фторида. J. Appl. Phys. 105 , 083716 (2009).

ADS Google ученый

153.

Новоселов К.и другие. Эффект электрического поля в атомарно тонких углеродных пленках. Наука 306 , 666–669 (2004).

ADS CAS PubMed Google ученый

154.

Чау Р. Инновации в процессах и упаковке для продолжения закона Мура и за его пределами , 1–6. (IEEE IEDM, 2019).

155.

Neumaier, D., Pindl, S. & Lemme, M. C. Интеграция графена в линии по производству полупроводников. Нат. Матер. 18 , 525–529 (2019).

ADS CAS PubMed Google ученый

156.

Akinwande, D. et al. Графен и двумерные материалы для кремниевой технологии. Nature 573 , 507–518 (2019).

ADS CAS PubMed Google ученый

157.

Расмуссен, Ф. и Тайгесен, К. База данных компьютерных 2D-материалов: электронная структура дихалькогенидов и оксидов переходных металлов. J. Phys. Chem. С. 119 , 13169–13183 (2015).

CAS Google ученый

158.

Хуанг К. и Рис К. Теория поглощения света и безызлучательных переходов в F-центрах. Proc. R. Soc. А 204 , 406–423 (1950).

ADS CAS МАТЕМАТИКА Google ученый

159.

Грассер Т. Стохастический захват заряда в оксидах: от случайного телеграфного шума до температурной нестабильности смещения. Microelectron. Надежный. 52 , 39–70 (2012).

CAS Google ученый

160.

Goes, W. et al. Идентификация оксидных дефектов в полупроводниковых устройствах: систематический подход, связывающий DFT с уравнениями скорости и экспериментальными данными. Microelectron. Надежный 87 , 286–320 (2018).

CAS Google ученый

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Технические науки Магистр: Наноэлектроника – Департамент электротехники

Наноразмерные устройства изготавливаются, и их электрические свойства изучаются на нано-производственном предприятии мирового класса в UB.

Наноэлектроника ориентирована на разработку новых сверхмалых – или наноразмерных – полупроводниковых устройств, которые находят применение в современных микроэлектронных приложениях, таких как аналоговые и цифровые интегральные схемы, фотоэлектрические датчики и устройства сбора энергии, сверхвысокочастотные сети связи, и удаленные датчики для Интернета вещей.

Эта инновационная программа предназначена для предоставления студентам необходимых знаний и навыков для разработки конкретных приложений данных и электронных систем от базовых строительных блоков, реализованных в наноэлектронике, до сложных систем, состоящих из программного и аппаратного обеспечения для обработки сложных сигналов и управления.В частности, студентов будут развивать знания и понимание микротехнологий и нанотехнологических аспектов электронной техники и их применения в микро- и наноразмерных устройствах .

Потенциальная карьера в этой важной области связана с некоторыми из гигантов сектора высоких технологий США, включая Apple, IBM, Google, Intel, Microsoft, Qualcom, Micron и Analog Devices, Inc. Конкретные направления карьеры включают проектирование интегральных схем, инженерия процессов и устройств, а также исследования и разработки для будущих поколений технологий.Эта степень, кроме того, служит предпосылкой для поступления на соответствующие докторские программы как в области инженерии, так и в области естественных наук.

Степень может быть специализирована с использованием факультативов и портфельной оценки навыков, приобретенных в ходе курсовой работы. Классы будут небольшого размера, и в них будет делаться упор на передовые методы работы в классе, при этом будут задействованы онлайн-ресурсы для усиления опыта в классе.

Студенты пройдут 10 курсов, всего 30 кредитов. Большинство студентов заканчивают программу за три семестра.

По вопросам требований к ученой степени обращайтесь по адресу [email protected]

Основные курсы:

EE 518 КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА ДЛЯ ИНЖЕНЕРОВ

EE 588 ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ УСТРОЙСТВ VLSI (или EE 530).

EE 563 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

EE 553: MICROELECTRONIC ИЗГОТОВЛЕНИЕ LAB

EE 555: PHOTONIC УСТРОЙСТВА

EE 524: ТРАНСПОРТ В наноструктурах

Дополнительные курсы:

EE 512 нанофотонике

EE 515 микроэлектромеханических систем

Е.Е. 520 QUANTUM COMPUTING & DEVICES

EE 522 НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

EE 544: НАНОМАСШТАБНЫЕ КОММУНИКАЦИИ И СЕТИ

EE 640 МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕМЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ .