Разделы презентаций

ТЕХНОЛОГИИ ПРЕВОСХОДСТВА. ЛЭТИ, НОЦ “ Нанотехнологии ” 2010

Содержание

Введение Размерный фактор в электронике ; Эволюция наноразмерной элементной базы кремниевой «информационной» электроники ; Эволюция наноразмерной элементной базы микроволновой электроники ; Вакуумная эмиссионная наноэлектроника ;

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1ТЕХНОЛОГИИ
ПРЕВОСХОДСТВА.
ЛЭТИ, НОЦ “Нанотехнологии” 2010

ТЕХНОЛОГИИПРЕВОСХОДСТВА.ЛЭТИ, НОЦ “Нанотехнологии” 2010

Слайд 2 Введение
Размерный фактор в электронике ;
Эволюция

наноразмерной элементной базы кремниевой «информационной» электроники ;
Эволюция наноразмерной

элементной базы микроволновой электроники ;
Вакуумная эмиссионная наноэлектроника ;
Углеродная наноэлектроника;
Бионическая электроника;
Магнитная наноэлектроника;
Спинтроника;
Наноэлектромеханика;
Архитектура, скрытность, защита микро и наносистем.
Заключение

Не рассматриваются вопросы:
Фотоника
Силовая электроника
Электроника на основе аппликативной топологии (ПАВ, МСВ, ЦМД, ПЗС).

СОДЕРЖАНИЕ

Введение Размерный фактор в электронике ; Эволюция наноразмерной элементной базы кремниевой «информационной» электроники

Слайд 3СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БЕЗОПАСНОСТИ
Превосходство

«жесткая сила»

оружие

Безопасность

Конкурентоспособность

Паритет «мягкая сила» интеллект, ресурсы, законы

Угрозы:
Стагнация инновационных технологий (низкая эффективность достижения нового современного технологического уклада)
Снижение качества человеческого капитала (общее снижение образовательного уровня и мотиваций)
Кибертерроризм (аналог оружия массового поражения)

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БЕЗОПАСНОСТИПревосходство «жесткая сила»

Слайд 4Системные платформы: 20-50 лет
Инфраструктура: 10-25 лет
Системообразующие технические средства: 5-20 лет
Электроника:

1-5 лет
Программные средства: ежегодно
ЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Системные платформы: 20-50 летИнфраструктура: 10-25 летСистемообразующие технические средства: 5-20 летЭлектроника: 1-5 летПрограммные средства: ежегодноЭВОЛЮЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Слайд 5НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Наноэлектроника – научно-техническое направление, обеспечивающее создание в объеме и

на поверхности твердого тела или другого типа конденсированной среды совокупности

нано- и микроразмерных областей определенной геометрии, структуры и состава
системное или самопроизвольное упорядочение массива которых, при установлении электрических связей и электромагнитного взаимодействия,
выполняет функции восприятия, генерации, преобразования, передачи сигналов, обработки и хранения информации
с заданными энергетическими, частотными, информационными параметрами
в определенных условиях эксплуатации
с требуемой надежностью и экономическими показателями.

Особенность наноэлектроники - широкое использование при создании электронной компонентной базы квантово-размерных, «гигантских» и кооперативных эффектов и процессов, обусловленных проявлением наномасштабных факторов.
Наноэлектроника – научно-техническое направление, обеспечивающее создание электронной компонентной базы с широким использованием при её функционировании квантово-размерных, «гигантских» и кооперативных эффектов и процессов, обусловленных проявлением наномасштабных факторов.
НАНОЭЛЕКТРОНИКА. ОПРЕДЕЛЕНИЯНаноэлектроника – научно-техническое направление, обеспечивающее создание в объеме и на поверхности твердого тела или другого типа

Слайд 6ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ШКАЛА
БИОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ
МИКРО- И НАНООБЪЕКТОВ

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ШКАЛА БИОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХМИКРО- И НАНООБЪЕКТОВ

Слайд 7 Атом имеет размер ~ 0,1нм.
1нм – молекула, состоящая

более, чем из 30 атомов.
1нм отличается от размера человека

также, как его размер от диаметра орбиты Луны.
Толщина человеческого волоса - 50 000нм.
Наименьший элемент, различимый человеческим глазом – 10 000нм.
Минимальный размер технического изделия (топологическая норма, достигнутая на чипе кристалла промышленной ИМС) – 32нм.
Размер вируса (биообъект) – порядка 100нм.
Наноструктуры находятся на слиянии наименьших из созданных человеком устройств и наибольших “молекул” живых организмов

"НАНОМИР" (1нм...100нм)

Микро (греч. MICPO - малый)  Нано (греч. NANO - карлик)

Атом имеет размер ~ 0,1нм. 1нм – молекула, состоящая более, чем из 30 атомов. 1нм отличается

Слайд 8ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВ
ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ
Вакуумная лампа
Транзистор
ИС
БИС
УБИС
100 лет

1000000 (миллион раз)

ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫВакуумная лампаТранзисторИСБИСУБИС100 лет 1000000

Слайд 9ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВ
И СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ ПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
Первый транзистор, 1947
Первая ИС, 1958
МОП

ИС, 1966
Транзисторов на ЧИПе
1
Топологическая норма

ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВИ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ ПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМПервый транзистор, 1947Первая ИС, 1958МОП ИС, 1966Транзисторов на ЧИПе1Топологическая норма

Слайд 10ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВ
И ЧАСТОТЫ СИНХРОНИЗАЦИИ В ПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ
Топологическая норма, мкм
Частота синхронизации,

ГГц
Годы

ЭВОЛЮЦИЯ РАЗМЕРОВИ ЧАСТОТЫ СИНХРОНИЗАЦИИ В ПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХТопологическая норма, мкмЧастота синхронизации, ГГцГоды

Слайд 11ЭВОЛЮЦИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКОГО БАЗИСА
ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

ЭВОЛЮЦИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКОГО БАЗИСАТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Слайд 12ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР
Новые физические принципы
Новые конструкции
Новые композиции материалов
Эволюция топологических норм

от микро- до нано
SiGe, диэлектрик с высоким , металлический затвор
Не

планарные конструкции

Квантово-размер-ные структуры и эффекты, 3D-интеграция, аллотропические формы углерода,

2007, Intel, КМОП

1950, 1-й коммерческий кремниевый планарный транзистор

ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУРНовые физические принципыНовые конструкцииНовые композиции материаловЭволюция топологических норм от микро- до наноSiGe, диэлектрик с

Слайд 13ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ЗАТВОРА
В УНИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУРАХ
Исток
Сток
Затвор

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ЗАТВОРА В УНИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУРАХИстокСтокЗатвор

Слайд 14НАНОРАЗМЕРНЫЕ МУЛЬТИЗАТВОРНЫЕ СТРУКТУРЫ
НА ОСНОВЕ УНИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Кремний на изоляторе
Объемный кремний

НАНОРАЗМЕРНЫЕ МУЛЬТИЗАТВОРНЫЕ СТРУКТУРЫНА ОСНОВЕ УНИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВКремний на изолятореОбъемный кремний

Слайд 15ТУННЕЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ
ТРАНЗИСТОРНЫЕ СТРУКТУРЫ
Технология травления
Технология матричного профилирования

ТУННЕЛЬНЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СТРУКТУРЫ Технология травления Технология матричного профилирования

Слайд 16АСИММЕТРИЧНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТУННЕЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОР
С НИЗКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ УПРАВЛЕНИЯ (

на затворе, В

АСИММЕТРИЧНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТУННЕЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОРС НИЗКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ УПРАВЛЕНИЯ (

Слайд 17КРЕМНИЕВЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР
ДЛЯ ИС ПАМЯТИ С ПЛАВАЮЩИМ ЗАТВОРОМ
НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ

ТОЧЕК

КРЕМНИЕВЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОРДЛЯ ИС ПАМЯТИ С ПЛАВАЮЩИМ ЗАТВОРОМНА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК

Слайд 18АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ ПАМЯТИ КРЕМНИЕВЫХ ИС

АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ ПАМЯТИ КРЕМНИЕВЫХ ИС

Слайд 19Фрагменты ИМС с 9 слоями коммутации
КРЕМНИЕВЫЕ ИС
С НАНОРАЗМЕРНЫМИ ТОПОЛОГИЧЕСКИМИ

НОРМАМИ
Фрагмент топологии
Фрагмент линий коммутации

Фрагменты ИМС с 9 слоями коммутацииКРЕМНИЕВЫЕ ИС С НАНОРАЗМЕРНЫМИ ТОПОЛОГИЧЕСКИМИ НОРМАМИФрагмент топологииФрагмент линий коммутации

Слайд 20НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ПРОЦЕССА ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ
В ЯЧЕЙКИ ПАМЯТИ. АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ

НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ПРОЦЕССА ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ В ЯЧЕЙКИ ПАМЯТИ. АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ

Слайд 21АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ
ИМС

без логических сигналов
ИМС с логическим сигналом

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯИМС без логических сигналовИМС с логическим сигналом

Слайд 22ИМС без логических сигналов
ИМС с логическим сигналом
АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ
ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

ИМС без логических сигналовИМС с логическим сигналомАНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

Слайд 23АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ПРОХОЖДЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ СИГНАЛОВПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ИС. РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

Слайд 24МИКРОВОЛНОВАЯ НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Радио и теле вещание
Мобильная связь
ТГц диапазон
Инфра- красный
Ультра-фиолет
Рентген
Частота (Гц)
ГГц
ТГц

МИКРОВОЛНОВАЯ НАНОЭЛЕКТРОНИКАРадио и теле вещаниеМобильная связьТГц диапазонИнфра- красныйУльтра-фиолетРентгенЧастота (Гц)ГГцТГц

Слайд 25Частотные диапазоны работы принятых на вооружение и перспективных радиоэлектронных средств
Распределение

РЭС по излучаемым
частотным диапазонам

Частотные диапазоны работы принятых на вооружение и перспективных радиоэлектронных средствРаспределение РЭС по излучаемым частотным диапазонам

Слайд 26Мощность излучения передающих модулей принятых на вооружение и перспективных радиоэлектронных

средств
Распределение РЭС по диапазонам
излучаемой мощности

Мощность излучения передающих модулей принятых на вооружение и перспективных радиоэлектронных средствРаспределение РЭС по диапазонам излучаемой мощности

Слайд 27Пропускная способность канала, Гб/с
5
0,01
0,1
1
10
100
3 см
3 мм
0,5 мм
10
30
100
500
Частота, ГГц
Оптимальная частота

несущей
Целесообразность использования диапазонов частот

Пропускная способность канала, Гб/с50,010,11101003 см3 мм0,5 мм1030100500 Частота, ГГцОптимальная частота несущейЦелесообразность использования диапазонов частот

Слайд 28ОБЛАСТИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ СВЧ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ

ОБЛАСТИ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯРАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ СВЧ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ

Слайд 29БАЗОВЫЕ СТРУКТУРЫ
ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Структура SiGe КМОП-ячейки ИС
Типовая структура GaAs HBT

БАЗОВЫЕ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВСтруктура SiGe КМОП-ячейки ИСТиповая структура GaAs HBT

Слайд 30НАНОРАЗМЕРНАЯ СЛОЕВАЯ FET КОМПОЗИЦИЯ
НА ОСНОВЕ In0.7Ga0.3As с КОМПОЗИЦИОННЫМ ЗАТВОРОМ

НАНОРАЗМЕРНАЯ СЛОЕВАЯ FET КОМПОЗИЦИЯНА ОСНОВЕ In0.7Ga0.3As с КОМПОЗИЦИОННЫМ ЗАТВОРОМ

Слайд 31СРАВНЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ
И ЧАСТОТ КОММУТАЦИИ
ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА ОСНОВЕ

Si И InSb
fT [GHz]

СРАВНЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ И ЧАСТОТ КОММУТАЦИИДЛЯ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА ОСНОВЕ Si И InSbfT [GHz]

Слайд 32НОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ
ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

Высокая скорость коммутации
Низкая

потребляемая мощность
Низкие шумы
>100GHz
Повышение подвижности
Уменьшение ширины

запрещенной зоны

Свойства

Функциональные возможности

НОВЫЕ КОМПОЗИЦИИДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ Высокая скорость коммутации Низкая потребляемая мощность Низкие шумы >100GHz Повышение

Слайд 33ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ
ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
Структура GaN HEMT с МДП-затвором
Типовая

структура GaN ГПТШ

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВСтруктура GaN HEMT с МДП-затвором Типовая структура GaN ГПТШ

Слайд 34РОЛЬ ПОДЛОЖКИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ
УСИЛИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТРАНЗИСТОРОВ

РОЛЬ ПОДЛОЖКИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСИЛИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТРАНЗИСТОРОВ

Слайд 35ПЕРСПЕКТИВНАЯ СТРУКТУРА С АЛМАЗНОЙ ПОДЛОЖКОЙ

ПЕРСПЕКТИВНАЯ СТРУКТУРА С АЛМАЗНОЙ ПОДЛОЖКОЙ

Слайд 36"Wide Bandgap Semiconductor Tecnology Initiative"
("ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНИЦИАТИВА
ПО ШИРОКОЗОННЫМ ПОЛУПРОВОДНИКАМ"

Слайд 37ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСИТЬ ПРОПУСКНОЙ
СПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСИТЬ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Слайд 38ЭВОЛЮЦИЯ БАЗОВЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
Me1

Me2

Вакуум


Si

Me

SiO2

Me1

Me2

Термоэмиссия
Автоэмиссия
Туннелирование

ЭВОЛЮЦИЯ БАЗОВЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИMe1Me2ВакуумSiMeSiO2Me1Me2ТермоэмиссияАвтоэмиссияТуннелирование

Слайд 39HiFIVE (220 ГГц) – Высокочастотная интегральная

вакуумная электроника
SWIFT (340 ГГц) (imaging focal plane) – Субмилиметровая волновая технология
TIFT (650 ГГц) (imaging focal plane) – Терагерцовая технология

ПРОГРАММЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ
ГГц-ТГц ДИАПАЗОНА

HiFIVE (220 ГГц) – Высокочастотная интегральная

Слайд 40ИМС цифровые и аналоговые (включая СВЧ): - сверхвысокое быстродействие

- сверхвысокая степень интеграции - малая рассеиваемая мощность

(отсутствие накала) - *низкий уровень шумов - высокая устойчивость к температурным воздействиям - высокая устойчивость к радиационным воздействиям - невысокая выходная мощность
● Для создания мощных микроприборов необходимы периодические микросистемы, аналоги каскадных электронных ламп.
● Возможна интеграция электронных эмиссионных вакуумных усилительных микроэлементов, микромеханических модуляторов, рентгеновских и фотоэлектронных микропреобразователей.

Функциональное назначение
вакуумной эмиссионной электроники

ИМС цифровые и аналоговые (включая СВЧ): - сверхвысокое быстродействие - сверхвысокая степень интеграции

Слайд 41КОНСТРУКЦИЯ ВАКУУМНО-ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИКРОЛАМПЫ
БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ

КОНСТРУКЦИЯ ВАКУУМНО-ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МИКРОЛАМПЫБЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ

Слайд 42 Сверхмалые размеры активных зон (наноразмеры) и большая плотность

элементов (более 108 /мм2);
Сверхвысокие напряженности (более 108 В/см) электрических

полей (сверхмалые межэлектронные расстояния, сверхбольшая кривизна);
Сверхвысокие плотности (более 109 А/см2) тока (нанолокализация воздействий);
Повышенные напряженности магнитных полей в условиях сверхмалых размеров (слабое проявление эффекта спада магнитного поля от расстояния, ~ 1/R6);
Сверхмалые времена (10-9–10-12 секунд) протекания процессов (минимальные длины пробега, сверхмалые емкости из-за наноразмеров конструктивных элементов).

Наноразмерные факторы
в эволюции микромощных эмиссионных систем

Сверхмалые размеры активных зон (наноразмеры) и большая плотность элементов (более 108 /мм2); Сверхвысокие напряженности

Слайд 43Композиции 3D упорядоченных наноострий на основе структур SiC/Si, SiC/SiC;

SiC/Me3 N/Al2O3(W):
базовая толщина структуры - 300 мкм;
диаметр острий - от

100 до 40 нм;
плотность 3D острий - не менее 106 мм -2.

СТРУКТУРЫ ДЛЯ ВАКУУМНОЙ АВТОЭМИССИОННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ -
УПОРЯДОЧЕННАЯ СИСТЕМА 3D НАНООСТРИЙ

Композиции 3D упорядоченных наноострий на основе структур SiC/Si, SiC/SiC; SiC/Me3 N/Al2O3(W):базовая толщина структуры - 300

Слайд 44МОРФОЛОГО-ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА ПОВЕРХНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ СВЧ ИС

МОРФОЛОГО-ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА ПОВЕРХНОСТИ СОВРЕМЕННОЙ СВЧ ИС

Слайд 45ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, РЕАЛИЗУЕМАЯ В РАМКАХ ПРОГРАММЫ HIFIVE ПО ТЕХНОЛОГИИ

MEMS
f=220 ГГц
w=100 Вт

ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, РЕАЛИЗУЕМАЯ В РАМКАХ ПРОГРАММЫ HIFIVE ПО ТЕХНОЛОГИИ MEMSf=220 ГГцw=100 Вт

Слайд 46ТГЦ-ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ f=640ГГц

ТГЦ-ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ f=640ГГц

Слайд 47 Детектирование и усиление сигналов на террагерцовых и

рентгеновских частотах;
Стимуляция локализованного рентгеновского излучения;
Создание в малых локальных

объемах сверхвысоких температур;
Локализация и удержание плазмы в условиях сверхмалых объемов.

НОВЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
НАНОРАЗМЕРНЫХ ЭМИССИОННЫХ СИСТЕМ

Детектирование и усиление сигналов на террагерцовых и рентгеновских частотах; Стимуляция локализованного рентгеновского излучения;

Слайд 48Fig.2. Electron-microscope image of the thin-film Ni-NiO-Ni diode with a

contact area of 0.012m2 connected to an integrated bow-tie antenna


Коэффициент преобразования энергии ректенн в различных диапазонах частот

?

антенна

НЧ фильтр (прозрачная пленка)

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ (СВЧ-КВЧ, ИК)
В ЭНЕРГИЮ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Fig.2. Electron-microscope image of the thin-film Ni-NiO-Ni diode with a contact area of 0.012m2 connected to an

Слайд 49ИСКУССТВЕННО СИНТЕЗИРОВАННЫЕ
УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ГРАФИТ,
XVI век
ГРАФЕН,
2004
НАНОТРУБКИ,
Однослойные, 1993
многослойные,1991
ФУЛЛЕРЕНЫ,
Curl, Kroto & Smalley 1985,
Нобелевская

премия 1996

ИСКУССТВЕННО СИНТЕЗИРОВАННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫГРАФИТ,XVI векГРАФЕН,2004НАНОТРУБКИ,Однослойные, 1993многослойные,1991ФУЛЛЕРЕНЫ,Curl, Kroto & Smalley 1985,Нобелевская премия 1996

Слайд 50ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ
Композиционные материалы
Механическая прочность
Высокая подвижность
Малые размеры
Развитая поверхность
Низкое энергопотребление
Высокая плотность

тока
Высокоскоростные цифровые системы
Радиоэлектронные системы
Космические объекты
Сенсорика человека и среды обитания
Наноразмерные системы

на кристалле
ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВКомпозиционные материалыМеханическая прочностьВысокая подвижностьМалые размерыРазвитая поверхностьНизкое энергопотреблениеВысокая плотность токаВысокоскоростные цифровые системыРадиоэлектронные системыКосмические объектыСенсорика человека и

Слайд 51ПОЛУЧЕНИЕ ОРИЕНТИРОВАННЫХ
ТОПОЛОГИЧЕСКИ УПОРЯДОЧЕННЫХ МАССИВОВ
НАНОТРУБОК ПО МЕХАНИЗМУ "ПЖТ"
Катализатор
Стадии процесса

ПОЛУЧЕНИЕ ОРИЕНТИРОВАННЫХТОПОЛОГИЧЕСКИ УПОРЯДОЧЕННЫХ МАССИВОВНАНОТРУБОК ПО МЕХАНИЗМУ

Слайд 52ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР
НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
50-60 нанотрубок/мкм2

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОРНА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК50-60 нанотрубок/мкм2

Слайд 53БИСТАБИЛЬНАЯ ПАМЯТЬ
НА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБКАХ

БИСТАБИЛЬНАЯ ПАМЯТЬНА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБКАХ

Слайд 54СТРУКТУРА ГРАФЕНА
Монослой
Бислои
Гексагональная решетка, аналогичная графиту, а=1,42Å
Связи sp2-””
Нет запрещенной зоны между

валентной зоной и зоной проводимости, =200000 см2/В*с (эксперимент)

СТРУКТУРА ГРАФЕНАМонослойБислоиГексагональная решетка, аналогичная графиту, а=1,42ÅСвязи sp2-””Нет запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости, =200000

Слайд 55ГРАФЕН - НАНОРАЗМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ
С ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫМИ СВОЙСТВАМИ

ГРАФЕН - НАНОРАЗМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫМИ СВОЙСТВАМИ

Слайд 56ПРИНЦИП РАБОТЫ
БИСЛОЙНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА (BISFET)
При комнатной температуре

запрещенная зона отсутствует
Бислойная графитовая структура поддерживает электронно-дырочный

экситонный “конденсат”
Рекомбинация в электронно-дырочном “конденсате” управляется полем затвора

Межслойное напряжение (mV)

Управление энергетическим затвором

Затвор контролирует межслоевое “туннелирование” между слоями графена

ПРИНЦИП РАБОТЫ БИСЛОЙНОГО ПОЛЕВОГО ТРАНЗИСТОРА (BISFET) При комнатной температуре запрещенная зона отсутствует Бислойная графитовая структура

Слайд 57ТРАНЗИСТОРЫ НА ГРАФЕНЕ
Электрическое поле
Перенос графена на субстрат
Cu, SiO2
Формирование истока и

стока
Формирование Al затвора
Графен
Si подложка c низким сопротивления
И
С
Верхний затвор (Al)
Au или

Ti
ТРАНЗИСТОРЫ НА ГРАФЕНЕЭлектрическое полеПеренос графена на субстратCu, SiO2Формирование истока и стокаФормирование Al затвораГрафенSi подложка c низким сопротивленияИСВерхний

Слайд 58ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР НА ГРАФЕНЕ

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР НА ГРАФЕНЕ

Слайд 59CVD-ГРАФЕН НА SiС
Подложка 4H-SiC, полуизолирующая =105Ом*см, грань Si, 8º

CVD-ГРАФЕН НА SiСПодложка 4H-SiC, полуизолирующая =105Ом*см, грань Si, 8º

Слайд 60КОМПОЗИЦИЯ "УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ - ГРАФЕН"
ЛЭТИ, 2010г.

КОМПОЗИЦИЯ

Слайд 61ИСКУССТВЕННАЯ НЕЙРОПОДОБНАЯ МАТРИЧНАЯ СЕТЬ
НА ОСНОВЕ МАССИВА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

ИСКУССТВЕННАЯ НЕЙРОПОДОБНАЯ МАТРИЧНАЯ СЕТЬНА ОСНОВЕ МАССИВА УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

Слайд 62КОНВЕРГЕНТНАЯ БИОНЕЙРОЭЛЕКТРОНИКА "НЕЙРОН НА ЧИПЕ"
Природная нейронная сеть
Формальные модели нейронной сети
Сеть

Хопфилда
Распределение потенциала в сети

КОНВЕРГЕНТНАЯ БИОНЕЙРОЭЛЕКТРОНИКА

Слайд 63МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Молекулярный ключ Авирами и Рапнера

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКАМолекулярный ключ Авирами и Рапнера

Слайд 64ЭВОЛЮЦИЯ МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА
Магнитосопротивление
Отношение MR/RT - низкое
Классический
Гигантский
(Нобелевская премия 2007)
Туннельный
Гигантский туннельный
GTMR
MR=100-1000%
S.Yasa
S.Parkin

ЭВОЛЮЦИЯ МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТАМагнитосопротивлениеОтношение MR/RT - низкое КлассическийГигантский(Нобелевская премия 2007)ТуннельныйГигантский туннельныйGTMRMR=100-1000%S.YasaS.Parkin

Слайд 65ТУННЕЛЬНЫЙ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ
Ферромагнитный электрод
Изолятор
Ферромагнитный электрод
Параллельно
Антипараллельно
Сопротивление Rp - низкое
Сопротивление Rp

- высокое
Ферромагнит
Ферромагнит
Аморфный AlO
MR 20-70%

ТУННЕЛЬНЫЙ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТФерромагнитный электродИзоляторФерромагнитный электродПараллельноАнтипараллельноСопротивление Rp - низкое Сопротивление Rp - высокое ФерромагнитФерромагнитАморфный AlOMR 20-70%

Слайд 66ВИДЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ
ДЛЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯ
Аморфный Al-O
Монокристаллический MgO(001)
MR1000%

ВИДЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВДЛЯ ТУННЕЛИРОВАНИЯАморфный Al-OМонокристаллический MgO(001)MR1000%

Слайд 67КОММЕРЧЕСКАЯ НАНОРАЗМЕРНАЯ СТРУКТУРА
Отжиг при 250С
Рекристалл-изация
Отжиг активируют рекристаллизацию аморфного CoFeB
“Твердофазная эпитаксия”
В

CoFeB(001) имеет место полная спин-поляризация, в CoFeB/MgO/CoFeB наблюдается гигантский TMR

КОММЕРЧЕСКАЯ НАНОРАЗМЕРНАЯ СТРУКТУРАОтжиг при 250СРекристалл-изацияОтжиг активируют рекристаллизацию аморфного CoFeB“Твердофазная эпитаксия”В CoFeB(001) имеет место полная спин-поляризация, в CoFeB/MgO/CoFeB

Слайд 69МАГНИТОРЕЗИСТИВНАЯ ПАМЯТЬ
Достоинства: высокая скорость, неограниченное количество записей; высокие температуры, радиационная

стойкость.
Недостатки: невысокая плотность записи.

МАГНИТОРЕЗИСТИВНАЯ ПАМЯТЬДостоинства: высокая скорость, неограниченное количество записей; высокие температуры, радиационная стойкость.Недостатки: невысокая плотность записи.

Слайд 70ПРИМЕНЕНИЕ В СВЧ-ТЕХНИКЕ НАНОСТРУКТУР
НА ОСНОВЕ ТУННЕЛЬНОГО МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА
Детектирование колебаний
Генерация колебаний

ПРИМЕНЕНИЕ В СВЧ-ТЕХНИКЕ НАНОСТРУКТУРНА ОСНОВЕ ТУННЕЛЬНОГО МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТАДетектирование колебанийГенерация колебаний

Слайд 71ЭВОЛЮЦИЯ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ
МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА
Головка HDD
MR головка
GMR головка
TMR головка
головка
память
СПИН-RAM
RF сенсоры

и осцилляторы
Новые приборы
Годы

ЭВОЛЮЦИЯ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНИТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТАГоловка HDDMR головкаGMR головкаTMR головкаголовкапамятьСПИН-RAMRF сенсоры и осцилляторыНовые приборыГоды

Слайд 72ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ
В ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ

Генерация сигнала


Управление сигналом
Регистрация сигнала
электрон
электрон
исток
сток
затвор
Перемещение заряда
СПИНТРОНИКА
Энергетические затраты
Изменение спин-поляризации
Сложности:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯВ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ Генерация сигнала Управление сигналом Регистрация сигналаэлектронэлектронистокстокзатворПеремещение зарядаСПИНТРОНИКАЭнергетические затратыИзменение спин-поляризацииСложности:

Слайд 73ЭВОЛЮЦИЯ RAM
Классическая
“Спин-RAM”
Мощность при записи
Размер ячейки, нм
Переключение

ЭВОЛЮЦИЯ RAMКлассическая“Спин-RAM”Мощность при записиРазмер ячейки, нмПереключение

Слайд 74СПИН-ЛОГИКА (ALL-SPIN LOGIC)
источник энергии
вход
спиновый ток
магнитный выход
Информация
Коммутация
КМОП
ASL
КМОП
ASL
заряд конденсатора
магнитное состояние
КМОП-зарядов (ток)
ASL-”спинов” (ток)
Ограничения:

Низкие температуры
Отсутствие внешних магнитных полей
Конструктивные сложности

СПИН-ЛОГИКА (ALL-SPIN LOGIC)источник энергиивходспиновый токмагнитный выходИнформацияКоммутацияКМОПASLКМОПASLзаряд конденсаторамагнитное состояниеКМОП-зарядов (ток)ASL-”спинов” (ток)Ограничения: Низкие температуры Отсутствие внешних магнитных

Слайд 75НАНОЭЛЕКТРОМЕХАНИКА НА ОСНОВЕ НАНОТРУБОК
Одна частица:
атом;
молекула;
электрон
амплитуда сигнала

Резонатор на нанотрубках:
малые размеры  1 нм;
малая активная

масса  10-18 g;
высокий модуль Юнга  1 ТPa;
электронный способ измерения  частотный
НАНОЭЛЕКТРОМЕХАНИКА НА ОСНОВЕ НАНОТРУБОКОдна частица: атом; молекула; электронамплитуда сигнала Резонатор на нанотрубках: малые размеры  1

Слайд 76ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ АТОМОВ Cr
Чувствительность 10-20 g
Количество измерений
Измеряемая масса

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ АТОМОВ CrЧувствительность 10-20 gКоличество измеренийИзмеряемая масса

Слайд 77КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ АТОМОВ
НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОТРУБКИ

КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ АТОМОВ НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОТРУБКИ

Слайд 78ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОХОЖДЕНИЯ
ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОХОЖДЕНИЯЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Слайд 79НАНОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ СЕНСОР

НАНОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙТЕМПЕРАТУРНЫЙ СЕНСОР

Слайд 802D- И 3D-ИНТЕГРАЦИЯ

2D- И 3D-ИНТЕГРАЦИЯ

Слайд 81Нанокластерная структура защитного покрытия
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЗАЩИТА КРИСТАЛЛОВ ИС
Зависимость поглощения ЭМ излучения

от частоты для покрытия толщиной 1,5мкм

Нанокластерная структура защитного покрытияЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЗАЩИТА КРИСТАЛЛОВ ИСЗависимость поглощения ЭМ излучения от частоты для покрытия толщиной 1,5мкм

Слайд 82Нанослоевая композиция интерметаллического соединения NiTi
Тепловой эффект – 1 см3 (NiTi)

– 4-5 тыс. Дж
Тепловой эффект – 1 см3 (ТНТ) –

6,5 тыс. Дж

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ НАСЫЩЕННЫЕ УПОРЯДОЧЕННЫЕ
ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
НА ОСНОВЕ НАНОСЛОЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В КРИСТАЛЛАХ ИС

Нанослоевая композиция интерметаллического соединения NiTiТепловой эффект – 1 см3 (NiTi) – 4-5 тыс. ДжТепловой эффект – 1

Слайд 83ЕВРОПЕЙСКИЙ ВЗГЛЯД НА "ДОРОЖНУЮ КАРТУ"
РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

ЕВРОПЕЙСКИЙ ВЗГЛЯД НА

Слайд 84ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ
В ИНТЕРЕСАХ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА
More Moore
More Than

Moore
Персональные мобильные информационно-коммуникационные системы
Умные сенсоры и актюаторы
Гибкая органическая электроника
Биотехнические микро-

и наносистемы. Конвергенция
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАНОЭЛЕКТРОНИКИВ ИНТЕРЕСАХ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВАMore MooreMore Than MooreПерсональные мобильные информационно-коммуникационные системыУмные сенсоры и актюаторыГибкая

Слайд 85Особенности современной ситуации в наноэлектронике
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Наноразмерные топологические нормы в массовом

производстве ИС;
Образцы элементной базы на основе наноразмерных систем

с использованием квантово-размерных, «гигантских» и кооперативных эффектов и процессов;
Резкое увеличение степени интеграции элементов на кристалле (ICT MASIVE);
Интеграция электронных цифровых, аналоговых, СВЧ и оптических модулей на едином кристалле (SoC) и в корпусе (SiP) с использованием 3х-мерных принципов упаковки;
Интенсификация исследований в области органической и углеродной электроники;
Внедрение нестандартных многоуровневых «бионических» логик при кодировании и обработке информации ( ICT BIO).
Особенности современной ситуации в наноэлектроникеЗАКЛЮЧЕНИЕ Наноразмерные топологические нормы в массовом производстве ИС; Образцы элементной базы на основе

Похожие презентации

Твой_выбор Твой_выбор 197
Волновая оптика. 1. Электромагнитные волны Волновая оптика. 1. Электромагнитные волны 384
Методика Бейтса Методика Бейтса 828
Хронический гепатит С. Разбор клинического случая Хронический гепатит С. Разбор клинического случая 332
Программа разработана в 1998 г. коллективом сотрудников Программа разработана в 1998 г. коллективом сотрудников 201
Нам с любимым уже годик!) Нам с любимым уже годик!) 207
Тема № 6 ВАЛЮТНО-ФИНАНСОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ СТРАН МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА Время: 10 часов Тема № 6 ВАЛЮТНО-ФИНАНСОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ СТРАН МИРОВОГО ХОЗЯЙСТВА Время: 10 часов 296
Панфитотия. Эпифитотия. Энзоотия Панфитотия. Эпифитотия. Энзоотия 387
Танымдық процестер психодиагностикасы-индивидуалды жоба Танымдық процестер психодиагностикасы-индивидуалды жоба 571
Уважаемые учащиеся и родители! Уважаемые учащиеся и родители! 213
Государственное регулирование свободных экономических зон Государственное регулирование свободных экономических зон 225
Методы проведения дискуссий Методы проведения дискуссий 286
Что такое мой характер? Что такое мой характер? 331
к уроку №8 Средства пожаротушения к уроку №8 Средства пожаротушения 145
Нормативно-правовое обеспечение детского отдыха Нормативно-правовое обеспечение детского отдыха 272
Полиспасты Полиспасты 659
Введение в коммуникационные специальности. Реклама. Подборка телерекламы Введение в коммуникационные специальности. Реклама. Подборка телерекламы 150
Вермеер Ян Делфтский Вермеер Ян Делфтский 543
Кафедра Производственного менеджмента Экологический менеджмент Кафедра Производственного менеджмента Экологический менеджмент 318
Wprowadzenie do Matlaba Wprowadzenie do Matlaba 170

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика