Содержание
Введение
1 Молетроника……………………………………………………………….... |
4 |
1.1 Молекулярный подход в наноэлектронике……………………………… |
4 |
1.2 Молекулярные транзисторы и элементы логики……………………….. |
6 |
2 Молекулярная память………………………………………………………. |
15 |
Заключение……………………………………………………………………. |
20 |
Список использованной литературы………………………………………… |
21 |
|
|
|
|
Введение
В качестве материалов изделий микроэлектроники используются легированные полупроводники, в наноэлектронике — гетероструктуры, наноструктурированные материалы, кластеры, органические материалы. Технология формированиия наноструктур или инженерия волновых функций основана на процессах направленного роста, методах сканирующей туннельной микроскопии, атомной силовой микроскопии. Если плотность размещения активных элементов в интегральных схемах достигает 108 см–2, то в устройствах наноэлектроники она может достигать 109–1010 элементов на квадратный сантиметр.
Таким образом, под наноэлектроникой будем понимать направление электроники, в котором изучаются физические явления и процессы взаимодействия электронов с электромагнитными полями, а также разрабатываются технологии (нанотехнология) создания приборов и устройств, в которых это взаимодействие используется для передачи, обработки и хранения информации.
Исключительно малая инерционность электронов позволяет эффективно использовать взаимодействие электронов с микрополями внутри атома, молекулы или кристаллической решетки для создания приборов и устройств нового поколения, отличающихся высокой производительностью, ничтожным потреблением энергии, сверхминиатюрными размерами.
1 Молетроника
1.1 Молекулярный подход в наноэлектронике
Молекулярная электроника, или молетроника, представляет собой направление в электронике, в котором изучаются молекулярные системы, а также разрабатываются молекулярно-инженерные технологии для создания приборов и устройств обработки и хранения больших объемов информации.
Молетроника — междисциплинарная область науки на стыке электроники и нанотехнологий, объединяющая физику твердого тела, молекулярную физику, органическую и неорганическую химии. Перед молекулярной электроникой ставится задача перевода электронных устройств на новую элементную базу, в которой биомолекулы и реализованные в них принципы обработки и передачи информации используются для создания элементов электронных устройств. Молекула представляет собой идеальную квантовую структуру, состоящую из отдельных атомов, движение электронов по которой задается квантово-химическими законами. Вместе с тем молекула — естественный предел миниатюризации в наноэлектронике. Важной особенностью молекулярной технологии является процесс создания квантовых структур на основе принципа самосборки. Синтез молекулярной системы в процессе самосборки позволяет создавать идентичные по размерам и свойствам элементы и структуры. Молекулярные комплексы с их дискретными уровнями энергии и возможностью переключать молекулярную систему из одного состояния в другое служат прообразом идеальной элементной базы вычислительных устройств.
Идеи микроэлектроники по созданию устройств обработки и хранения информации на первом этапе становления молетроники были определяющими. Поэтому появились молекулярные транзисторы, логические схемы на молекулах, сильный акцент был сделан на поиске и создании бистабильных молекул, имитирующих триггерные свойства. Интенсивно ведутся разработки концепций развития молекулярной электроники, а также
формирование основ построения базовых элементов, физических принципов функционирования устройств и систем. Целесообразно рассмотреть как традиционный схемотехнический путь развития молетроники на основе транзисторных структур, так и пути создания приборов и устройств обработки и хранения информации на новых принципах (например, задача создания универсального элемента памяти, как наиболее важной части любого информационно-вычислительного устройства). Потенциальные возможности молекулярной электроники будут раскрыты в большей мере при создании нейронных сетей. Создание средствами молекулярной электроники искусственных нейронов, различного типа сенсоров, объединенных в систему, позволит реализовать возможности нейрокомпьютерной идеологии, создать принципиально новый тип информационно-вычислительных систем и вплотную приблизиться к решению проблемы создания искусственного интеллекта. Молекулярная элементная база способна обеспечить:
— характеристики молекулярных элементов, не подверженные разбросу параметров из-за технологических погрешностей;
— трехмерную архитектуру, обеспечивающую на уровне молекулярных размеров увеличение на несколько порядков производительности вычислительных устройств;
— свободные от шумов одноэлектронные процессы.