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纳电子学与纳米系统：从晶体管到分子与量子器件

纳电子学与纳米系统：从晶体管到分子与量子器件

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作者: [德] 戈瑟（Goser K.）著 , 陈贵灿译

出版社: 西安交通大学出版社

出版时间: 2006-07

版次: 1

ISBN: 9787560521787

定价: 38.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 303页

字数: 273千字

分类: 工程技术

19人买过

　　纳电子学是关于纳米器件及其信息处理的电路与系统的理论和技术的新学科。本书叙述了固体纳电子学、分子电子学和生物电子学的有关方面，内容包括：各种纳电子器件(分子器件、量子电子器件、谐振隧穿器件、单电子器件、超导器件、DNA和量子计算等器件)的新效应、新原理与新特性；纳电子学的若干物理基础和信息理论基础以及纳电子学发展的物理极限；各种创新的纳米电路与系统的结构与原理。
　　本书可以作为高等院校电子科学、信息处理、自动控制、计算机、生物、应用物理、电子工程和材料科学等学科的有关专业高年级学生及研究生的教材，也适于有关领域的科学家、工程师及高校师生参考。译者的话
前言
第1章发展中的纳电子学
1.1微电子学的发展
1.2纳电子学的范围
1.3复杂的问题
1.4纳电子学提出的挑战
1.5小结
第2章硅技术的发展潜力
2.1半导体基础材料
2.1.1半导体的能带图
2.1.2非均匀半导体结构的能带图
2.2技术
2.2.1不同类型的晶体管
2.2.2微细加工技术
2.3关于硅器件微型化的方法和限制
2.3.1按比例缩小
2.3.2硅技术发展的里程碑
2.3.3对技术极限的估计
2.4微电子机械系统(MEMS)
2.4.1微机械技术
2.4.2纳电子学的微机械加工
2.5集成光电子学
2.6小结
第3章纳电子学基础
3.1若干物理基础
3.1.1电磁场和光子
3.1.2作用量、电荷和磁通量的量子化
3.1.3电子的波动性(薛定谔方程)
3.1.4势阱中的电子
3.1.5固体中光子与电子相互作用
3.1.6扩散过程
3.2信息理论基础
3.2.1数据和位
3.2.2数据处理
3.3小结
第4章生物学衍生的思想
4.1生物网络
4.1.1生物神经元
4.1.2神经元细胞的功能
4.2生物学衍生的思想
4.2.1硅片中的生物神经元细胞
4.2.2用VLSI电路模拟神经元细胞
4.2.3具有局部适应性和分布式数据处理功能的神经元网络
4.3小结
第5章生物化学和量子力学计算机
5.1DNA计算机
5.1.1通过化学反应进行信息处理
5.1.2纳米计算机
5.1.3并行处理
5.2量子计算机
5.2.1比特和量子比特
5.2.2一致与缠结
5.2.3量子的并行化
5.3小结
第6章纳米系统的并行体系结构
6.1体系结构原理
6.1.1单处理器和多处理器系统
6.1.2对于并行数据处理的一些考虑
6.1.3延迟时间的影响
6.1.4功耗与并行性
6.2纳米系统中并行处理的体系结构
6.2.1经典脉动阵列
6.2.2具有大容量存储器的处理器
6.2.3SIMD和PIP结构的处理器阵列
6.2.4重构计算机
6.2.5作为原型机的Teramac原理
6.3小结
第7章软计算与纳电子学
7.1软计算方法
7.1.1模糊系统
7.1.2进化算法
7.1.3连接主义系统
7.1.4计算智能系统
7.2纳电子学中神经网络的特点
7.2.1局部处理
7.2.2分布式与容错存储
7.2.3自组织
7.3小结
第8章复杂集成系统及其性质
8.1作为信息处理机的纳米系统
8.1.1作为功能块的纳米系统
8.1.2作为信息修正的信息处理
8.2系统设计及其接口
8.3进化硬件
8.4对纳米系统的要求
8.5小结
第9章集成开关与基本电路
9.1开关和互连线
9.1.1理想开关和实际开关
9.1.2实际互连和理想互连
9.2典型集成开关及其基本电路
9.2.1典型开关实例：晶体管
9.2.2常规的基本电路
9.2.3阈值门
9.2.4Fredkin门
9.3小结
第10章量子电子学
10.1量子电子器件
10.1.1即将出现的电子器件
10.1.2介观结构中的电子
10.2量子电子器件举例
10.2.1短沟道MOS晶体管
10.2.2分裂栅晶体管
10.2.3电子波晶体管
10.2.4电子自旋晶体管
10.2.5量子单元自动机
10.2.6量子点阵列
10.3小结
第11章生物电子学与分子电子学
11.1生物电子学
11.1.1分子处理器
11.1.2作为生物芯片的DNA分析器
11.2分子电子学
11.2.1概述
11.2.2基于富勒聚合物和纳米管的开关技术
11.2.3聚合体电子
11.2.4自装配电路
11.2.5光学分子存储器
11.3小结
第12章隧穿器件纳电子学
12.1隧穿元件
12.1.1隧道效应和隧穿元件
12.1.2隧穿二极管
12.1.3谐振隧穿二极管
12.1.4三端谐振隧穿器件
12.2谐振隧穿二极管的工艺
12.3基于RTD的数字电路设计
12.3.1存储器中的应用
12.3.2基本的逻辑电路
12.3.3动态逻辑门
12.4基于RTBT的数字电路设计
12.4.1RTBT型MOBILE
12.4.2RTBT阈值门
12.4.3基于RTBT的多路复用器
12.5小结
第13章单电子晶体管
13.1单电子晶体管的原理
13.1.1库仑阻塞
13.1.2单电子晶体管的性能
13.1.3工艺技术
13.2SET的电路设计
13.2.1布线与驱动
13.2.2逻辑与存储电路
13.2.3作为分布电路的一个实例的SET加法器
13.3FET与SET两种电路设计的比较
13.4小结
第14章超导器件纳电子学
14.1基础
14.1.1宏观性能
14.1.2宏观模型
14.2超导开关器件
14.2.1低温管
14.2.2约瑟夫森隧道器件
14.3基本电路
14.3.1存储单元
14.3.2联想或内容寻址存储器
14.3.3超导量子干涉器件
14.4磁通量子器件
14.4.1LC门
14.4.2磁通量子一量子单元自动机
14.4.3具有单磁通器件的量子计算机
14.4.4单磁通量子器件
14.4.5快速单磁通量子器件
14.5超导器件的应用
14.5.1集成电子电路
14.5.2与场效应晶体管电子电路的对比
14.5.3电标准
14.6小结
第15章集成电子学的极限
15.1对极限的观察
15.2工艺的更替
15.3电源和散热
15.4参数值散布导致的限制效应
15.5粒子热运动导致的极限
15.5.1德拜长度
15.5.2热噪声
15.6可靠性作为极限因子
15.7物理极限
15.7.1热力学极限
15.7.2相对论极限
15.7.3量子力学极限
15.7.4隧道效应和热噪声引起的相等失效几率
15.8小结
第16章集成电子系统的最终目标
16.1由纳米计算机消除不确定性
16.2纳米系统中的不确定性
16.3纳电子学发展中的不确定性
16.4小结
参考文献
内容简介:
　　纳电子学是关于纳米器件及其信息处理的电路与系统的理论和技术的新学科。本书叙述了固体纳电子学、分子电子学和生物电子学的有关方面，内容包括：各种纳电子器件(分子器件、量子电子器件、谐振隧穿器件、单电子器件、超导器件、DNA和量子计算等器件)的新效应、新原理与新特性；纳电子学的若干物理基础和信息理论基础以及纳电子学发展的物理极限；各种创新的纳米电路与系统的结构与原理。
　　本书可以作为高等院校电子科学、信息处理、自动控制、计算机、生物、应用物理、电子工程和材料科学等学科的有关专业高年级学生及研究生的教材，也适于有关领域的科学家、工程师及高校师生参考。
目录:
译者的话
前言
第1章发展中的纳电子学
1.1微电子学的发展
1.2纳电子学的范围
1.3复杂的问题
1.4纳电子学提出的挑战
1.5小结
第2章硅技术的发展潜力
2.1半导体基础材料
2.1.1半导体的能带图
2.1.2非均匀半导体结构的能带图
2.2技术
2.2.1不同类型的晶体管
2.2.2微细加工技术
2.3关于硅器件微型化的方法和限制
2.3.1按比例缩小
2.3.2硅技术发展的里程碑
2.3.3对技术极限的估计
2.4微电子机械系统(MEMS)
2.4.1微机械技术
2.4.2纳电子学的微机械加工
2.5集成光电子学
2.6小结
第3章纳电子学基础
3.1若干物理基础
3.1.1电磁场和光子
3.1.2作用量、电荷和磁通量的量子化
3.1.3电子的波动性(薛定谔方程)
3.1.4势阱中的电子
3.1.5固体中光子与电子相互作用
3.1.6扩散过程
3.2信息理论基础
3.2.1数据和位
3.2.2数据处理
3.3小结
第4章生物学衍生的思想
4.1生物网络
4.1.1生物神经元
4.1.2神经元细胞的功能
4.2生物学衍生的思想
4.2.1硅片中的生物神经元细胞
4.2.2用VLSI电路模拟神经元细胞
4.2.3具有局部适应性和分布式数据处理功能的神经元网络
4.3小结
第5章生物化学和量子力学计算机
5.1DNA计算机
5.1.1通过化学反应进行信息处理
5.1.2纳米计算机
5.1.3并行处理
5.2量子计算机
5.2.1比特和量子比特
5.2.2一致与缠结
5.2.3量子的并行化
5.3小结
第6章纳米系统的并行体系结构
6.1体系结构原理
6.1.1单处理器和多处理器系统
6.1.2对于并行数据处理的一些考虑
6.1.3延迟时间的影响
6.1.4功耗与并行性
6.2纳米系统中并行处理的体系结构
6.2.1经典脉动阵列
6.2.2具有大容量存储器的处理器
6.2.3SIMD和PIP结构的处理器阵列
6.2.4重构计算机
6.2.5作为原型机的Teramac原理
6.3小结
第7章软计算与纳电子学
7.1软计算方法
7.1.1模糊系统
7.1.2进化算法
7.1.3连接主义系统
7.1.4计算智能系统
7.2纳电子学中神经网络的特点
7.2.1局部处理
7.2.2分布式与容错存储
7.2.3自组织
7.3小结
第8章复杂集成系统及其性质
8.1作为信息处理机的纳米系统
8.1.1作为功能块的纳米系统
8.1.2作为信息修正的信息处理
8.2系统设计及其接口
8.3进化硬件
8.4对纳米系统的要求
8.5小结
第9章集成开关与基本电路
9.1开关和互连线
9.1.1理想开关和实际开关
9.1.2实际互连和理想互连
9.2典型集成开关及其基本电路
9.2.1典型开关实例：晶体管
9.2.2常规的基本电路
9.2.3阈值门
9.2.4Fredkin门
9.3小结
第10章量子电子学
10.1量子电子器件
10.1.1即将出现的电子器件
10.1.2介观结构中的电子
10.2量子电子器件举例
10.2.1短沟道MOS晶体管
10.2.2分裂栅晶体管
10.2.3电子波晶体管
10.2.4电子自旋晶体管
10.2.5量子单元自动机
10.2.6量子点阵列
10.3小结
第11章生物电子学与分子电子学
11.1生物电子学
11.1.1分子处理器
11.1.2作为生物芯片的DNA分析器
11.2分子电子学
11.2.1概述
11.2.2基于富勒聚合物和纳米管的开关技术
11.2.3聚合体电子
11.2.4自装配电路
11.2.5光学分子存储器
11.3小结
第12章隧穿器件纳电子学
12.1隧穿元件
12.1.1隧道效应和隧穿元件
12.1.2隧穿二极管
12.1.3谐振隧穿二极管
12.1.4三端谐振隧穿器件
12.2谐振隧穿二极管的工艺
12.3基于RTD的数字电路设计
12.3.1存储器中的应用
12.3.2基本的逻辑电路
12.3.3动态逻辑门
12.4基于RTBT的数字电路设计
12.4.1RTBT型MOBILE
12.4.2RTBT阈值门
12.4.3基于RTBT的多路复用器
12.5小结
第13章单电子晶体管
13.1单电子晶体管的原理
13.1.1库仑阻塞
13.1.2单电子晶体管的性能
13.1.3工艺技术
13.2SET的电路设计
13.2.1布线与驱动
13.2.2逻辑与存储电路
13.2.3作为分布电路的一个实例的SET加法器
13.3FET与SET两种电路设计的比较
13.4小结
第14章超导器件纳电子学
14.1基础
14.1.1宏观性能
14.1.2宏观模型
14.2超导开关器件
14.2.1低温管
14.2.2约瑟夫森隧道器件
14.3基本电路
14.3.1存储单元
14.3.2联想或内容寻址存储器
14.3.3超导量子干涉器件
14.4磁通量子器件
14.4.1LC门
14.4.2磁通量子一量子单元自动机
14.4.3具有单磁通器件的量子计算机
14.4.4单磁通量子器件
14.4.5快速单磁通量子器件
14.5超导器件的应用
14.5.1集成电子电路
14.5.2与场效应晶体管电子电路的对比
14.5.3电标准
14.6小结
第15章集成电子学的极限
15.1对极限的观察
15.2工艺的更替
15.3电源和散热
15.4参数值散布导致的限制效应
15.5粒子热运动导致的极限
15.5.1德拜长度
15.5.2热噪声
15.6可靠性作为极限因子
15.7物理极限
15.7.1热力学极限
15.7.2相对论极限
15.7.3量子力学极限
15.7.4隧道效应和热噪声引起的相等失效几率
15.8小结
第16章集成电子系统的最终目标
16.1由纳米计算机消除不确定性
16.2纳米系统中的不确定性
16.3纳电子学发展中的不确定性
16.4小结
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