Оглавление

Введение    3
Раздел 1. Физические и технологические основы наноэлектроники  7
Глава 1. Теоретические основы наноэлектроники   9
1.1. Основные положения квантовой механики, используемые в наноэлектронике    9
1.2. Момент импульса и спин  14
1.3. Магнитный резонанс  17
1.4. Туннельный переход через потенциальный барьер  21
1.5. Квантовые потенциальные ямы  24
1.6. Интерференционные эффекты в наноструктурах  27
1.7. Элементы зонной теории и транспортные явления в наноразмерных структурах   29
1.8. Сверхрешетки   33
1.9. Плотность энергетических состояний в низкоразмерных структурах   37
1.10. Одноэлектроника  43
1.11. Физические основы спинтроники  46
Контрольные вопросы и задания   53
Глава 2. Физические свойства наноструктур и наноструктурированных материалов  54
2.1. Классификация низкоразмерных структур и наноматериалов 54
2.2. Свойства двумерных структур   58
2.3. Свойства одномерных структур и материалов  76
2.4. Свойства углеродных наноструктур  80
2.5. Свойства наночастиц и материалов с наночастицами   92
Контрольные вопросы и задания   96
Глава 3. Технология создания наноматериалов и наноструктур и методы их диагностики   97
3.1. Методы диагностики нанообъектов  97
3.2. Эпитаксиальные методы создания тонких пленок и гетероструктур   104
3.3. Технология создания квантовых точек и нитей    112
3.4. Основные технологические методы создании углеродных наноматериалов  118
3.5. Методы зондового сканирования   122
3.6. Нанолитография   124
Контрольные вопросы и задания   127
Раздел 2. Наноэлектронные приборы  129
Глава 4. Полупроводниковые гомо- и гетероструктуры и приборы на их основе  131
4.1. Электрические гомо- и гетеропереходы   131
4.2. Туннельные диоды  159
4.3. Биполярные транзисторы   168
4.4. Полевые транзисторы    200
Контрольные вопросы и задания  232
Глава 5. Наноэлектронные приборы на основе квантово-размерных структур  234
5.1. Резонансно-туннельные приборы  234
5.2. Одноэлектронные приборы   248
5.3. Спинтронные приборы  260
5.4. Полупроводниковые фотоприборы  268
5.5. Полупроводниковые инжекционные лазеры и светодиоды   290
Контрольные вопросы и задания  316
Глава 6. Базовые логические элементы квантовых компьютеров   318
6.1. Общие сведения о квантовых компьютерах  318
6.2. Базовые элементы полупроводникового кремниевого квантового компьютера на основе ядерно-магнитного резонанса   324
6.3. Базовые элементы для квантовых компьютеров на квантовых точках   331
6.4. Логические элементы квантовых компьютеров на сверхпроводниках   335
Контрольные вопросы и задания   341
Глава 7. Сверхпроводимость и электронные устройства на сверхпроводниках   342
7.1. Основные свойства сверхпроводящего состояния   342
7.2. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода   355
7.3. Джозефсоновские переходы и их модели  364
7.4. Аналоговые сверхпроводниковые устройства............ 374
7.5. Криотроны, логические элементы и элементы памяти на джозефсоновских переходах   383
7.6. Электронные устройства, использующие ВТСП    389
Контрольные вопросы и задания   390
Глава 8. Нанобиоэлектроника   391
8.1. Общие положения и термины   391
8.2. Электропроводные свойства ДНК   394
8.3. Приборы на основе биоэлектроники   396
8.4. Конечный биоавтомат Шапиро  401
Контрольные вопросы и задания   403
Литература   404