納電子學(xué)與納米系統(tǒng)（從晶體管到分子與量子器件）

譯者的話
前言
第1章　發(fā)展中的納電子學(xué)
1.1微電子學(xué)的發(fā)展
1.2納電子學(xué)的范圍
1.3復(fù)雜的問題
1.4納電子學(xué)提出的挑戰(zhàn)
1.5小結(jié)
第2章　硅技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?br />2.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)材料
2.1.1半導(dǎo)體的能帶圖
2.1.2非均勻半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的能帶圖
2.2技術(shù)
2.2.1不同類型的晶體管
2.2.2微細加工技術(shù)
2.3關(guān)于硅器件微型化的方法和限制
2.3.1按比例縮小
2.3.2硅技術(shù)發(fā)展的里程碑
2.3.3對技術(shù)極限的估計
2.4微電子機械系統(tǒng)(MEMS)
2.4.1微機械技術(shù)
2.4.2納電子學(xué)的微機械加工
2.5集成光電子學(xué)
2.6小結(jié)
第3章　納電子學(xué)基礎(chǔ)
3.1若干物理基礎(chǔ)
3.1.1電磁場和光子
3.1.2作用量、電荷和磁通量的量子化
3.1.3電子的波動性(薛定諤方程)
3.1.4勢阱中的電子
3.1.5固體中光子與電子相互作用
3.1.6擴散過程
3.2信息理論基礎(chǔ)
3.2.1數(shù)據(jù)和位
3.2.2數(shù)據(jù)處理
3.3小結(jié)
第4章　生物學(xué)衍生的思想
4.1生物網(wǎng)絡(luò)
4.1.1生物神經(jīng)元
4.1.2神經(jīng)元細胞的功能
4.2生物學(xué)衍生的思想
4.2.1硅片中的生物神經(jīng)元細胞
4.2.2用VLSI電路模擬神經(jīng)元細胞
4.2.3具有局部適應(yīng)性和分布式數(shù)據(jù)處理功能的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)
4.3　小結(jié)
第5章　生物化學(xué)和量子力學(xué)計算機
5.1 DNA計算機
5.1.1通過化學(xué)反應(yīng)進行信息處理
5.1.2納米計算機
5.1.3并行處理
5.2量子計算機
5.2.1比特和量子比特
5.2.2一致與纏結(jié)
5.2.3量子的并行化
5.3小結(jié)
第6章　納米系統(tǒng)的并行體系結(jié)構(gòu)
6.1體系結(jié)構(gòu)原理
6.1.1單處理器和多處理器系統(tǒng)
6.1.2對于并行數(shù)據(jù)處理的一些考慮
6.1.3延遲時間的影響
6.1.4功耗與并行性
6.2納米系統(tǒng)中并行處理的體系結(jié)構(gòu)
6.2.1經(jīng)典脈動陣列
6.2.2具有大容量存儲器的處理器
6.2.3 SIMD和PIP結(jié)構(gòu)的處理器陣列
6.2.4重構(gòu)計算機
6.2.5作為原型機的Teramac原理
6.3小結(jié)
第7章　軟計算與納電子學(xué)
7.1軟計算方法
7.1.1模糊系統(tǒng)
7.1.2進化算法
7.1.3連接主義系統(tǒng)
7.1.4計算智能系統(tǒng)
7.2納電子學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點
7.2.1局部處理
7.2.2分布式與容錯存儲
7.2.3自組織
7.3小結(jié)
第8章　復(fù)雜集成系統(tǒng)及其性質(zhì)
8.1作為信息處理機的納米系統(tǒng)
8.1.1作為功能塊的納米系統(tǒng)
8.1.2作為信息修正的信息處理
8.2系統(tǒng)設(shè)計及其接口
8.3進化硬件
8.4對納米系統(tǒng)的要求
8.5小結(jié)
第9章　集成開關(guān)與基本電路
9.1開關(guān)和互連線
9.1.1理想開關(guān)和實際開關(guān)
9.1.2實際互連和理想互連
9.2典型集成開關(guān)及其基本電路
9.2.1典型開關(guān)實例：晶體管
9.2.2常規(guī)的基本電路
9.2.3　閾值門
9.2.4　Fredkin門
9.3小結(jié)
第10章　量子電子學(xué)
10.1量子電子器件
10.1.1即將出現(xiàn)的電子器件
10.1.2介觀結(jié)構(gòu)中的電子
10.2量子電子器件舉例
10.2.1短溝道MOS晶體管
10.2.2分裂柵晶體管
10.2.3電子波晶體管
10.2.4電子自旋晶體管
10.2.5量子單元自動機
10.2.6量子點陣列
10.3小結(jié)
第11章　生物電子學(xué)與分子電子學(xué)
11.1生物電子學(xué)
11.1.1分子處理器
11.1.2作為生物芯片的DNA分析器
11.2分子電子學(xué)
11.2.1概述
11.2.2　基于富勒聚合物和納米管的開關(guān)技術(shù)
11.2.3聚合體電子
11.2.4自裝配電路
11.2.5光學(xué)分子存儲器
11.3小結(jié)
第12章　隧穿器件納電子學(xué)
12.1隧穿元件
12.1.1隧道效應(yīng)和隧穿元件
12.1.2隧穿二極管
12.1.3諧振隧穿二極管
12.1.4三端諧振隧穿器件
12.2諧振隧穿二極管的工藝
12.3基于RTD的數(shù)字電路設(shè)計
12.3.1存儲器中的應(yīng)用
12.3.2基本的邏輯電路
12.3.3動態(tài)邏輯門
12.4基于RTBT的數(shù)字電路設(shè)計
12.4.1 RTBT型MOBILE
12.4.2 RTBT閾值門
12.4.3基于RTBT的多路復(fù)用器
12.5小結(jié)
第13章　單電子晶體管
13.1單電子晶體管的原理
13.1.1庫侖阻塞
13.1.2單電子晶體管的性能
13.1.3工藝技術(shù)
13.2 SET的電路設(shè)計
13.2.1布線與驅(qū)動
13.2.2邏輯與存儲電路
13.2.3作為分布電路的一個實例的SET加法器
13.3 FET與SET兩種電路設(shè)計的比較
13.4小結(jié)
第14章　超導(dǎo)器件納電子學(xué)
14.1基礎(chǔ)
14.1.1宏觀性能
14.1.2宏觀模型
14.2超導(dǎo)開關(guān)器件
14.2.1低溫管
14.2.2約瑟夫森隧道器件
14.3基本電路
14.3.1存儲單元
14.3.2聯(lián)想或內(nèi)容尋址存儲器
14.3.3超導(dǎo)量子干涉器件
14.4磁通量子器件
14.4.1 LC門
14.4.2磁通量子一量子單元自動機
14.4.3具有單磁通器件的量子計算機
14.4.4單磁通量子器件
14.4.5快速單磁通量子器件
14.5超導(dǎo)器件的應(yīng)用
14.5.1集成電子電路
14.5.2與場效應(yīng)晶體管電子電路的對比
14.5.3電標(biāo)準(zhǔn)
14.6小結(jié)
第15章　集成電子學(xué)的極限
15.1對極限的觀察
15.2工藝的更替
15.3電源和散熱
15.4參數(shù)值散布導(dǎo)致的限制效應(yīng)
15.5粒子熱運動導(dǎo)致的極限
15.5.1德拜長度
15.5.2熱噪聲
15.6可靠性作為極限因子
15.7物理極限
15.7.1熱力學(xué)極限
15.7.2相對論極限
15.7.3量子力學(xué)極限
15.7.4　隧道效應(yīng)和熱噪聲引起的相等失效幾率
15.8小結(jié)
第16章　集成電子系統(tǒng)的最終目標(biāo)
16.1由納米計算機消除不確定性
16.2納米系統(tǒng)中的不確定性
16.3納電子學(xué)發(fā)展中的不確定性
16.4小結(jié)
參考文獻