Высокотемпературные одноэлектронные транзисторы на основе молекул и малых наночастиц
17 июня 2021 года
05:43
Высокотемпературные одноэлектронные транзисторы на основе молекул и малых наночастиц
Текст новости:
3 . Прогресс в области высоких технологий в сильной степени определяется широким использованием электронных устройств. Эти устройства выполняют ключевые функции в сборе и обработке информации, связи, управлении сложными процессами в производстве, на транспорте, медицине и в других областях. При этом непрерывный рост требований к быстродействию, плотности записи информации и оперативности ее обработки, объему памяти устройств, их компактности, энергоэффективности обусловил устойчивую тенденцию к миниатюризации устройств и их элементов [1]. При уменьшении размеров элементов в них неизбежно начинают проявляться квантовые эффекты, связанные с квантово-волновой природой электронов, дискретностью электрического заряда. Некоторые из них, например, коррелированное (одноэлектронное) туннелирование электронов в системах с предельно малой емкостью и, соответственно, размерами, создают основу для создания принципиально новых элементов и устройств с чрезвычайно высокими характеристиками, способных коренным образом ускорить прогресс во многих областях деятельности человека [2]. Исследование таких квантовых эффектов и разработка на их основе новых приборов и устройств является одной из наиболее актуальных и приоритетных задач современной физики. При этом ключевой составляющей любого, и особенно – квантового, устройства является наноэлемент, реализующий его полезные свойства. Исследования в данной работе сосредоточены на разработке и создании ключевых элементов любого одноэлектронного устройства – одноэлектронных транзисторов, обладающих высокими значениями зарядовой энергии, определяющей качество и полезность таких транзисторов, а также на исследовании характеристик этих наноэлементов при высоких температурах. Процесс коррелированного туннелирования электронов в одноэлектронных транзисторах, представляющих собой два последовательно соединенных туннельных перехода с предельно малой емкостью, расположенных вблизи от изолированного электрода управления, весьма чувствителен к окружающему электрическому полю [2]. Это обеспечивает возможность создания на основе таких наноэлементов чрезвычайно чувствительных наноэлектронных детекторов электрического заряда и поля, а также регистрации динамики изменения заряда в исследуемых наносистемах на уровне одиночных электронов. При этом особенностью одноэлектронных систем является монотонное улучшение их качественных параметров при уменьшении размеров вплоть до молекулярного и даже атомного уровня [3]. Поэтому задача разработки и создания на твердой подложке стабильных наноструктур из одиночных малых молекул или наночастиц для формирования на их основе молекулярных одноэлектронных транзисторов является чрезвычайно актуальной, особенно учитывая малую изученность молекулярных электронных наноэлементов на основе именно одиночных молекул, необходимых для создания транзистора. Использование одноэлектронных транзисторов в электронных устройствах позволяет создавать электрометры с чувствительностью сразу на несколько порядков выше, чем у лучших традиционных электрометров, реализовать новый принцип кодирования информации одиночными электронами в устройствах вычислительной техники и создавать устройства квантовой информатики с ничтожно малым энергопотреблением [3]. Это, в совокупности с миниатюрностью элементов вплоть до атомного уровня, создает предпосылки для чрезвычайно высокой степени интеграции элементов в одноэлектронных схемах и создания устройств, сопоставимых по возможностям с человеческим головным мозгом [4]. При этом реализация в полной мере всех этих уникальных возможностей в широкой практике возможна лишь при молекулярных


Текст со страницы (автоматическое получение):
ПРИЕМНАЯ
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации
Высшая аттестационная комиссия при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации создана в целях обеспечения государственной научной аттестации
ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ
Автоматическая система мониторинга и отбора информации
Источник
Другие материалы рубрики
★★  16 июня 2021 года
08:33
Valve with proportional electromagnetic actuator
  15 июня 2021 года
12:22
Entrainment of human bodies in rivers