Одноэлектронные нанотранзисторы

Поволжский Государственный Университет
Телекоммуникаций и Информатики
Кафедра РРТ
Одноэлектронные
нанотранзисторы
Студенты группы ИКТп-22
Щербакова Ксения
Колкова Марина
Научный руководитель
Галочкин В.А.
Самара 2015
Введение
• Нанотехнологии – самая перспективная отрасль
науки. Одной из востребованных технологий в этой
области является развитие нанотранзисторов. На
сегодняшний день появились первые действующие
прототипы одноэлектронных транзисторов.
Одноэлектронный транзистор
• Одноэлектронный
транзистор (англ.
singleelectrontransistor сокр.,
SET) – трехэлектродный
туннельный прибор, на
эффекте кулоновской
блокады, состоящий из
проводящего островка с
малой собственной
емкостью, соединенного с
истоковым и стоковым
электродами туннельными
переходами с малой
емкостью и проводимостью,
и имеющего емкостную
связь с электродом затвора.
Строение нанотранзистора
Принципы реализации
• Бит информации представляется одним электроном
• Один бит информации представлен двумя состояниями
одноэлектронного транзистора - включен (ток течет через
прибор) и выключен (ток не течет).
Одноэлектронные транзисторы на
основе гетероструктур
Одноэлектронные металлические
структуры
Структура металлического
одноэлектронного
транзистора на основе туннельных
переходов
Молекулярный одноэлектронный
транзистор
Схема одноэлектронного транзистора
на основе единичной кластерной молекулы:
1— подложка; 2 — изолирующая прослойка (А1203);
3— золотой электрод затвора; СТМ — сканирующий туннельный микроскоп
Использование
• Использование нанотранзистора предполагается в
микроэлектронных и микроэлектромеханических системах в
качестве быстродействующих усилителей для средств
широкополосной цифровой мобильной, а также для построения
микро-, нанопроцессоров и нанокомпьютеров.
Преимуществами одноэлектронных
транзисторов являются
• 1) малые размеры
(вплоть до размеров
нескольких атомов)
• 2) связанная с ними
возможность высокой
степени интеграции
• 3) чрезвычайно низкая
потребляемая мощность
• 4) существенное
повышение
быстродействия.
Недостатки
• 1) невысокая степень интеграции.
• 2) высокая радиационная чувствительность
• 3) низкая экологичность массового
производства нанотранзисторов
• 4) сложность создания каждого такого
транзистора.
Заключение
• В будущем использование нанотранзисторов
может привести:
1. к резкому снижению энергопотребления и
тепловыделения электронными схемами,
2. значительному увеличению быстродействия и
плотности элементов микросхем.
Развитие технологии одноэлектронных
транзисторов позволит создать ячейки памяти с
большим временем хранения, высокой
плотностью записи информации и малой
рассеиваемой мощностью, а также
высокочувствительные
химические/биохимические сенсоры.
Спасибо за
внимание