从微电子器件到纳米电子器件 (2).ppt

天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心纳米科学的内涵在纳米科技中，纳米电子学处于特殊重要的地位，因为纳米电子学是微电子学发展的下一代。
电子器件的发展与三代电子器件
1.真空电子管：1906年发明，它是将电子引入真空环境中，用加在珊极上的电压改变发射电子阴极表面附近的电场，来控制达到阳极电流的大小，从而实现信号放大作用。有真空二极管和真空三极管，其尺寸在几厘米到几百厘米。2.晶体管：1947年诞生，电子器件发展经历了第一次变革。晶体管基本单元为p-n（整流特性）结和p-n-p结(信号放大），相应的有晶体二极管和晶体三极管。晶体管的体积小（由厘米降到微米），功耗小（从毫安降到微安），制成大（超大）规模集成电路，称为微电子器件。4004天津理工大学纳米材料与技术研究中心微光刻与微纳技术历程和发展趋势芯片中三极管的价格随时间的降低天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心Prophecies,ARiskyEndeavor纳米电子学，又叫纳电子学(nanoelectronics)天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心电子的自由程与物理长度相比拟。当电子作为信号在器件中传输时，不仅具有振幅信息，还保留相位信息叠加性(superposition)
相干性(interference)
牵连性(entanglement)：一个系统的某个定义态与它的部分态的牵扯
不确定性(uncertainty):即使没有干扰，也不能准确知道一个量子态是否被占据纳电子器件中的四个基本现象普适电导涨落：在电导与电压关系测量中，发现存在与时间无关的非周期涨落，但它不是热噪声引起的，而是样品固有的，每一特定的用品有自身特有的涨落图。天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心1947年美国制造的实用计算机：30t,174kW，170m2FirstPersonalComputer计算机小型化天津理工大学纳米材料与技术研究中心1.量子计算机天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心2.DNA生物计算机：DNA分子上包含大量的遗传密码，它能通过生化反应来传递信息，这些密码可以被看成是数据。DNA计算机是通过控制DNA分子之间的生化反应来完成计算，反应前的基因代码可作为输入数据，反应后的基因代码可作为运算结果，反应在瞬间完成，也意味着计算可以在瞬间完成。天津理工大学纳米材料与技术研究中心迎接碳时代C脚手架纳米变阻箱石墨烯天津理工大学纳米材料与技术研究中心HowtomakemetallicandsemiconductingCNTs（4，0）碳管垂直生长在（11，11）碳管上组成的纳电子三极管2001年7月6日出版的美国《科学》周刊报道，荷兰研究人员制造出的这种晶体管是首个能在室温下有效工作的单电子纳米碳管晶体管。他们使用一个单独的纳米碳管为原材料，利用原子作用力显微镜的尖端在碳管里制造带扣状的锐利弯曲，这些带扣的作用如同屏障，它只允许单独的电子在一定电压下通过。用此方法制造的纳米碳管单电子晶体管只有1纳米宽、20纳米长，整体不足人的头发丝直径的500分一。NanotransistorsfromCNTs●纳米碳管的细尖极易发射电子，用于做电子枪和显示器碳纳米管FET显示CarbonNanotubeEmission用纳米碳管制成的的场发射显示面板单根纳米线电驱动激光器(Single-nanowireElectricallyDrivenLasers)天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心天津理工大学纳米材料与技术研究中心