Инфоурок Физика ПрезентацииПриборы полупроводниковой микро- и наноэлектроники

Приборы полупроводниковой микро- и наноэлектроники

Скачать материал
Скачать материал "Приборы полупроводниковой микро- и наноэлектроники"

Получите профессию

Интернет-маркетолог

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Шеф-повар

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • Кафедра наноэлектроники и квантовых компьютеровФизико-технологический институ...

    1 слайд

    Кафедра наноэлектроники и квантовых компьютеров
    Физико-технологический институт
    Российской академии наук
    Приборы полупроводниковой микро- и наноэлектроники
    В.В. Вьюрков – лектор, зам. зав. кафедрой

    Факультет физической и квантовой электроники (ФФКЭ МФТИ)

  • План лекцийТехнология наноэлектронных приборов
Теория наноэлектронных приборо...

    2 слайд

    План лекций
    Технология наноэлектронных приборов
    Теория наноэлектронных приборов
    Квантовые компьютеры


  • Полевой транзистор – прибор с варьируемым сопротивлением

    3 слайд

    Полевой транзистор – прибор с варьируемым сопротивлением

  • The end of Moore’s ‘law’?

    4 слайд

    The end of Moore’s ‘law’?

  • 

IBM Gains Confidence in 22 nm ETSOI(IEDM Conf., Dec. 2009)

    5 слайд









    IBM Gains Confidence in 22 nm ETSOI
    (IEDM Conf., Dec. 2009)

  • Intel Going Vertical for 22nm Transistors in 2011

    6 слайд

    Intel Going Vertical
    for 22nm Transistors in 2011



  • Multi-gate FETsN = 2N = 3N = 3,14N = 3,4N = 4N = 3Intel Corp.

    7 слайд

    Multi-gate FETs
    N = 2
    N = 3
    N = 3,14
    N = 3,4
    N = 4
    N = 3
    Intel Corp.

  • Экспериментальный технологический маршрутизготовления МДП КНИ - нанотранзист...

    8 слайд

    Экспериментальный технологический маршрут
    изготовления МДП КНИ - нанотранзистора
    Основные этапы изготовления :
    1. Формирование STI изоляции;
    2. Изготовление затворного стека;
    3. Изготовление спейсеров, истока/стока;
    5. Изготовление контактов к стоку/ истоку;
    6. Изоляция транзистора, формирование
    контактных окон;
    7. Металлизация.

  • Изготовление полевого транзистора

    9 слайд

    Изготовление полевого транзистора

  • Изготовление полевого транзистора

    10 слайд

    Изготовление полевого транзистора

  • Электронный литограф Raith-150150x150mm stage for direct writing over 6” waf...

    11 слайд

    Электронный литограф
    Raith-150
    150x150mm stage for direct writing over 6” wafers
    Automatic airlock for sample loading
    Schottky thermal field-emission filament
    200V-30kV beam acceleration
    2pA-10nA beam current
    2nm beam resolution at 20kV
    Laser interferometer for stage positioning with ~30nm precision

  • Аналитический автоэмиссионный растровый электронный микроскоп для исследовани...

    12 слайд

    Аналитический автоэмиссионный растровый электронный микроскоп для исследования наноструктур ULTRA ZEISS

  • Установка атомно-слоевого осаждения FlexAl (Oxford Instruments Plasma Technol...

    13 слайд

    Установка атомно-слоевого осаждения FlexAl (Oxford Instruments Plasma Technology)

  • Установки фотолитографии (Zuss) и нанесения резиста (Sawatec)

    14 слайд

    Установки фотолитографии (Zuss)
    и нанесения резиста (Sawatec)

  • Установка плазмохимического травления Plasma Lab 100 Dual (Oxford Instruments...

    15 слайд

    Установка плазмохимического травления Plasma Lab 100 Dual (Oxford Instruments Plasma Technology)

  • Установка быстрого фотонного отжига Annealsys  AS-100Pyrometer and thermocou...

    16 слайд

    Установка быстрого фотонного отжига
    Annealsys AS-100
    Pyrometer and thermocouple control
    Fast digital PID temperature controller
    Temperature range: RT to 1200°C
    Ramp rate up to 200°C/s
    Cooling rate up to 100°C/s
    RTA (Rapid Thermal Annealing)
    RTO (Rapid thermal oxidation)
    Diffusion, contact annealing
    Nitridation

  • Теория наноэлектронных приборовТребования современной электроники: Low-power...

    17 слайд

    Теория наноэлектронных приборов
    Требования современной электроники: Low-power и High-performance
    Альтернативные механизмы переноса тока: туннелирование
    Альтернативные материалы: графен и его модификации
    Масштабирование традиционных полевых транзисторов;

  • SIMULATION

    18 слайд

    SIMULATION

  • Эволюция моделей электронного транспортаCharged fluid:
Hydrodynamic equations...

    19 слайд

    Эволюция моделей электронного транспорта
    Charged fluid:
    Hydrodynamic equations
    Charged particles:
    Boltzmann kinetic equation
    Charged waves:
    Schrödinger equation

  • Квантовые эффекты в полевых нанотранзисторахПоперечное квантование;
Туннелиро...

    20 слайд

    Квантовые эффекты в полевых нанотранзисторах
    Поперечное квантование;
    Туннелирование и интерференция электронных волн;
    Квантовая статистика.

  • Silicon conduction band structureEffective mass and transversal quantization...

    21 слайд

    Silicon conduction band structure
    Effective mass and transversal quantization energy

  • Landauer-Büttiker formalism Transversal quantization 

(wave-guide modes) in...

    22 слайд

    Landauer-Büttiker formalism
    Transversal quantization 

    (wave-guide modes) in a channel 
     


    Landauer-Buttiker formalism
     

    1i
    Rij
    Tij
    S
    O
    U
    R
    C
    E
    D
    R
    A
    I
    N

    GATE

  • Everlasting controversy in kinetic simulation
Distribution function (equilibr...

    23 слайд

    Everlasting controversy in kinetic simulation

    Distribution function (equilibrium) is known only in contacts

    Strong scattering in contacts

  • Heavy doping – low doping junction at S/D contact 

High self-consistent bar...

    24 слайд

    Heavy doping – low doping junction
    at S/D contact



    High self-consistent barrier at S/D contacts
    Few of incident particles
    surmount the barrier
    =>
    Equilibrium distribution
    for particles
    coming in the channel
    Few of incident particles
    surmount the barrier
    =>
    Equilibrium distribution
    for particles
    coming in the channel
    Analytical solution obtained
    for modified (BGK)
    collision integral
    in τ-approximation

  • Main strategy of simulationSelf-consistent solution of 

Schrödinger equation...

    25 слайд

    Main strategy of simulation
    Self-consistent solution of

    Schrödinger equation
    +
    Maxwell equation
    (Poisson equation)

  • Solution of 3D Schrödinger equation V(x,y,z) is a potential.The direct soluti...

    26 слайд

    Solution of 3D Schrödinger equation

    V(x,y,z) is a potential.
    The direct solution of the stationary 3D Schrödinger equation via a finite difference scheme comes across a well known instability caused by evanescent modes.

    In fact, the exponential growth of upper modes
    makes a computation impossible.

  • D.K.Ferry et al. (2005) (США, Arizona State University):results of simula...

    27 слайд

    D.K.Ferry et al. (2005)
    (США, Arizona State University):
    results of simulation

  • Solution of Schrödinger equation: transverse mode representation + high-prec...

    28 слайд

    Solution of Schrödinger equation:
    transverse mode representation + high-precision arithmetic

    where ψi(y,z) is the i-th transverse mode wave function,
    N is a number of involved modes.
    The space evolution of coefficients ai(x) is governed by matrix elements

    The off-diagonal elements Mij manage the mode conversion.

    The diagonal elements Mii manage the quantum reflection, interference and tunneling of the i-th mode.

  • Calculated transmission coefficient T(E) vs. electron energy ETransistor par...

    29 слайд

    Calculated transmission coefficient T(E)
    vs. electron energy E
    Transistor parameters are 10nm channel length and width, 5nm body thickness,
    10^20 cm^-3 source/drain contact doping, 5nm contact length.
    [100] and [010] valleys
    [001] valleys
    (4 random impurities in a channel)

  • Gate voltage characteristicsSub-threshold swing is 71 mV per decade of current.

    30 слайд

    Gate voltage characteristics
    Sub-threshold swing is 71 mV per decade of current.

  • Impurities in channel:

    31 слайд

    Impurities in channel:

  • Impurities in channel:

    32 слайд

    Impurities in channel:

  • Corrugated channel:

    33 слайд

    Corrugated channel:

  • Corrugated channel:

    34 слайд

    Corrugated channel:

  • Dispersion of characteristics5-15% in calculated I-V curves

< 10% is an ever...

    35 слайд

    Dispersion of characteristics
    5-15% in calculated I-V curves

    < 10% is an everlasting condition for large integrated circuits

    More severe demands to technology may arise.

  • Требования к современной электронике

    36 слайд

    Требования к современной электронике

  • Требования к современной электронике:1) high performanceRC задержка инвертор...

    37 слайд

    Требования к современной электронике:
    1) high performance
    RC задержка инвертора

    delay time = Rin * Cout

    Необходима высокая проводимость канала транзисторов и малый размер транзистора

    Предельная частота:
    пролётное время



    Необходима малая длина канала
    (Intel – 22nm)
    и/или высокая подвижность (новые материалы)

  • Требования к современной электронике:2) low powerПотребляемая активная мощно...

    38 слайд

    Требования к современной электронике:
    2) low power
    Потребляемая активная мощность



    Необходимо малое напряжение питания и быстрое переключение между состояниями

    Пассивная мощность



    Необходим малый ток в закрытом состоянии
    Большое отношение

  • Снижение энергопотребленияПредельная крутизна переключения: 60 мВ/дек
для тер...

    39 слайд

    Снижение энергопотребления
    Предельная крутизна переключения: 60 мВ/дек
    для термоэмиссионого механизма переноса тока
    Как сделать круче?

  • Туннельные транзисторы 
позволяют достичь 
подпороговой крутизны выше (60мВ/д...

    40 слайд

    Туннельные транзисторы
    позволяют достичь
    подпороговой крутизны выше (60мВ/дек)-1
    при комнатной температуре

  • Tunnel FET vs. thermionic FETLimits the drive voltage VDD&gt;240 mV
to achieve 4...

    41 слайд

    Tunnel FET vs. thermionic FET
    Limits the drive voltage VDD>240 mV
    to achieve 4 decade switching
    Low voltage switching possible –
    low power operation

  • Tunnel transisorsShottky-barrier FETInterband tunnel FETGate-controlled rever...

    42 слайд

    Tunnel transisors
    Shottky-barrier FET
    Interband tunnel FET
    Gate-controlled reverse-biased Shottky junction
    Intraband metal-semiconductor tunneling
    Gate-controlled reverse-biased Esaki junction
    Valence-to-conduction band tunneling

  • Shottky-barier TFETs: ultimate subthreshold slopeThe subthreshold slope of t...

    43 слайд

    Shottky-barier TFETs:
    ultimate subthreshold slope
    The subthreshold slope of tunnel component is large only when tunnel component is small and masked by thermionic current 
    The (60 mV/dec)-1 limit persists for SB FET despite the presence of tunneling
    Schematic view of current components in SB FET vs gate voltage illustrating the impossibility to achieve subthermal steepness
    D. Svintsov et.al. Semiconductors 47, p. 279 (2013)
    W. G Vandenberghe. et al. Appl. Phys. Lett. 102, 013510 (2013)

  • TFETs subthreshold: state of the artH. Lu ans A.C. Seabaugh IEEE Journal of t...

    44 слайд

    TFETs subthreshold: state of the art
    H. Lu ans A.C. Seabaugh IEEE Journal of the  Electron Devices Society 2 p. 44-49 (2014)

  • Limits of the subthreshold slope:band tailsNonzero current due to tunneling...

    45 слайд

    Limits of the subthreshold slope:
    band tails
    Nonzero current due to tunneling from the DOS tails!
    E.O. Kane Phys. Rev. 131, (1963)
    S. Mookerjea et. al. IEEE EDL 31 (2010)
    C.D. Bessire et. al. Nano Lett. 11 (2011)

  • E.O. Kane 1963 Phys. Rev 131 p. 79Comparison of TFET modeling with perfectly...

    46 слайд

    E.O. Kane 1963 Phys. Rev 131 p. 79
    Comparison of TFET modeling with perfectly flat bands (dashed) and taking into account the band tails (solid)
    Limits of the subthreshold slope:
    band tails

  • Multigate TFET with electrically induced p-n junction

    47 слайд

    Multigate TFET with electrically induced p-n junction

  • Simulated characteristics of MG-TFETSimulated I(VG)-curve for multigate FET w...

    48 слайд

    Simulated characteristics of MG-TFET
    Simulated I(VG)-curve for multigate FET with electrically induced junctions (MG TFET, solid) and common FETs with doped source and drain
    Gate dielectric 2 nm, κ=25 (e.g. HfO2);
    Distance between gates (“doping” and “control” gates) is 2 nm;
    10 nm SOI thickness;
    Better subthreshold due to tunneling in undoped region (no band tails);
    Higher current due to abrupt screening of potential below the “doping” gate.

  • Graphene FETs

    49 слайд

    Graphene FETs

  • Graphene and nanotubes:electronic propertiesGraphene electronic spectrumSemi...

    50 слайд

    Graphene and nanotubes:
    electronic properties
    Graphene electronic spectrum
    Semiconductor NT
    Metallic NT

  • Graphene structuresDeposited or epitaxial (on SiC or hBN) graphene: mobility...

    51 слайд

    Graphene structures
    Deposited or epitaxial (on SiC or hBN) graphene: mobility 5000-10000 cm^2/V s due to
    interface defects and bulk phonons
    Suspended graphene or twisted graphene stack: mobility 100000-200000 cm^2/V s
    no
    interface defects and bulk phonons


  • Электронные свойства графена

    52 слайд

    Электронные свойства графена

  • FET structure

    53 слайд

    FET structure

  • Модель транспорта электронов в графенеВысокая частота межэлектронных столкнов...

    54 слайд

    Модель транспорта электронов в графене
    Высокая частота межэлектронных столкновений позволяет описывать транспорт в гидродинамической модели
    D. Svintsov, V. Vyurkov, S. Yurchenko, V. Ryzhii, T. Otsuji "Hydrodynamic model for electron-hole plasma in graphene", Journal of Applied Physics, Vol. 111, p. 083715 (2012)
    D. Svintsov, V. Vyurkov, V. Ryzhii, T. Otsuji “Hydrodynamic electron transport and nonlinear waves in graphene”, Physical Review B, Vol. 88, p. 245444 (2013)

  • Моделирование характеристик полевых транзисторовЭкспериментЭкспериментТеорияТ...

    55 слайд

    Моделирование характеристик полевых транзисторов
    Эксперимент
    Эксперимент
    Теория
    Теория

  • Bipolar graphene FET channelVd &lt; VgVd &gt; VgVd = 2VgVd &gt; 2Vg

    56 слайд

    Bipolar graphene FET channel
    Vd < Vg
    Vd > Vg
    Vd = 2Vg
    Vd > 2Vg

  • Possible applications: Logic circuits?Graphene
         =&gt; good Ohmic source...

    57 слайд

    Possible applications: Logic circuits?
    Graphene
    => good Ohmic source
    and drain contact
    Gap=0
    => big OFF-state current

    Bilayers, nanoribons or graphane
    => bad Ohmic source and
    drain contact
    Gap≠0
    => low OFF-state current

  • Graphene vertical tunnel FETsL. Britnell et al ,Science vol. 335 p. 947 (2012...

    58 слайд

    Graphene vertical tunnel FETs
    L. Britnell et al ,Science vol. 335 p. 947 (2012)
    L. Britnell et. al., Nature Communications vol. 4 art. no. 1794 (2013)
    Layout of vertical graphene tunnel FET. Tunneling occurs between two graphene layers separated by 3-10 monolayers of boron nitride
    Band diagram of graphene lateral TFET. The gate voltage controls the tunnel density of states, but not the barrier height

  • Graphene vertical tunnel FETsL. Britnell et. al., Science 335 p. 947 (2012)
T...

    59 слайд

    Graphene vertical tunnel FETs
    L. Britnell et. al., Science 335 p. 947 (2012)
    T. Georgiou et. al. Nature Nanotechnology 8 p. 100 (2013)
    A. Mishchenko et. al. Nature Nanotechnology 9 p. 808 (2014)

    Measured tunnel conductivity of vertical graphene TFET vs. gate voltage
    Calculated current gain of vertical graphene TFET vs. frequency at different electron Fermi energies in source layer. Cutoff frequency ~10MHz expected due to small tunneling probability

  • Латеральный туннельный транзистор на основе графенаD. Svintsov et. al., Semic...

    60 слайд

    Латеральный туннельный транзистор на основе графена
    D. Svintsov et. al., Semiconductors vol. 47,  p. 279-284 (2013)
    D. Svintsov et. al., J. Phys. D: Appl. Phys. Special issue “Graphene devices” (2014)
    Структуры предлагаемых транзисторов
    Рассчитанные характеристики, демонстрирующие насыщение тока и высокое (>104) отношение токов открытого и закрытого состояний

  • Транзисторы на основе двухслойного графенаD. Svintsov, V. Vyurkov, V. Ryzhii,...

    61 слайд

    Транзисторы на основе двухслойного графена
    D. Svintsov, V. Vyurkov, V. Ryzhii, T. Otsuji "Effect of "Mexican Hat" on Graphene Bilayer Field-Effect Transistor Characteristics", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 50, Iss. 7, p. 070112 (2011)

  • Graphene bilayerConduction and valence band electron dispersions in graphene...

    62 слайд

    Graphene bilayer
    Conduction and valence band electron dispersions in graphene under applied transverse electric field
    Gap opening up to ~0.4 eV by transverse electric field;
    Symmetric “Mexican-hat” band dispersion

  • Graphene bilayerConduction and valence band electron dispersions in graphene...

    63 слайд

    Graphene bilayer
    Conduction and valence band electron dispersions in graphene under applied transverse electric field
    Gap opening up to ~0.4 eV by transverse electric field;
    Symmetric “Mexican-hat” band dispersion
    Density of states in gapped graphene bilayer demonstrating a van Hove singularity

  • Exploiting the van Hove singularity in tunneling(A) Layout of the proposed gr...

    64 слайд

    Exploiting the van Hove singularity in tunneling
    (A) Layout of the proposed graphene bilayer TFET with electrically defined source and drain regions (B) Band diagram of graphene bilayer TFET for the optimal biasing conditions: VB > 0, US < 0, UD > 0. At zero top gate bias, VG = 0, the TFET is switched on, while at VG < 0 it is switched off.
    Schematic dependence of direct interband tunneling current
    on the band overlap in parabolic band semiconductors of
    different dimensionality (3D, 2D, 1D) and graphene bilayer.

  • Graphene bilayer TFET characteristicsCalculated room-temperature gate transfe...

    65 слайд

    Graphene bilayer TFET characteristics
    Calculated room-temperature gate transfer (left) and current-voltage (right) characteristics of
    graphene bilayer TFET at fixed bias voltages at auxiliary gates: VB = 3.3 V, US = −0.6 V, UD = 0.25 V. Top
    gate dielectric is 2 nm ZrO2, κ = 25, back gate dielectric is 10 nm SiO2, spacing between the source doping and control gates dg = 5 nm, spacing between drain doping and control gates is 10 nm. The regions highlighted in yellow correspond to the drive voltage swing of 150 mV, in which sufficient ON/OFF ratio and high ON-state current are achieved. Inset: gate transfer characteristic in the log scale.

  • Proposed FET positioning

    66 слайд

    Proposed FET positioning

  • Observation of interband tunneling in GBLD. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayd...

    67 слайд

    Observation of interband tunneling in GBL
    D. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayduchenko, S. G. Xu, A. Principi, M. Moskotin, I. Tretyakov, D. Yagodkin, S. Zhukov, T. Taniguchi, K. Watanabe, I. V. Grigorieva, M. Polini, G. Goltsman,A. K. Geim, G. Fedorov “Resonant Terahertz Detection Using Graphene Plasmons” arXiv:1807.04703

  • QUANTUM COMPUTERS

    68 слайд

    QUANTUM COMPUTERS

  • HistorySoviet mathematician Yu. Manin (1980) and 
    R. Feynman (1982) propo...

    69 слайд

    History
    Soviet mathematician Yu. Manin (1980) and
    R. Feynman (1982) proposed to use a quantum system (quantum computer) for simulation of quantum systems.
    Shor’s algorithm (1994): for integer factorization (to undermine the modern secret communication):
    N is a number of digits
    Classical factoring algorithm ~
    Shor’s quantum factoring algorithm ~
    Grover’s algorithm (1996): search in unsorted data base of N elements
    quantum ~ , classical ~ N

  • Bit vs. QubitBit                             Qubit...

    70 слайд

    Bit vs. Qubit
    Bit Qubit Discrete |0> or |1>
    Analog |0> and |1>
    Qubit superpositional state





  • Classical register vs. Quantum register              Bits...

    71 слайд

    Classical register vs. Quantum register
    Bits Qubits
    Classical register Quantum register
    |1>|0>|1>|1>|0>…
    N bits of information Entangled states
    -dimensional Hilbert space:

    huge information capacity

    > number of atoms in Universe

    Sequential computation Quantum parallelism of computation
    Great acceleration of several algorithms!

  • Entangled states in quantum computer: quantum parallelism

    72 слайд

    Entangled states in quantum computer: quantum parallelism

  • Realism and locality in quantum mechanics

    73 слайд

    Realism and locality
    in quantum mechanics

  • EPR pair (EPR paradox =&gt; non-locality) 



EPR pair of photons is produced in...

    74 слайд

    EPR pair (EPR paradox => non-locality)




    EPR pair of photons is produced in non-linear crystal via down-conversion.
    One photon is in Alice disposal, the next one is in Bob’s disposal.
    Wave function of Bob’s photon is collapsed after Alice’s measurement. Is information instantly transmitted form Alice to Bob and the relativity principle broken? No.
    The name “Eve” originates from the word “eavesdropping” – подслушивание.

  •  Bomb paradox (Elitzur и Vaidman) =&gt; no realism

    75 слайд

    Bomb paradox (Elitzur и Vaidman)
    => no realism

  • No cloning theorem Consequences: 
‘--’ quantum computing – error correction m...

    76 слайд

    No cloning theorem
    Consequences:
    ‘--’ quantum computing – error correction much complicated
    ‘++‘ quantum communication – secrecy is possible
    Proof
    The linearity of time evolution operator U(Δt) implies

  • Quantum communication: Alice – Bob – Eve (eavesdropping) I. EPR pairs      A...

    77 слайд

    Quantum communication:
    Alice – Bob – Eve (eavesdropping)
    I. EPR pairs Alice --------------- Bob
    ↑ EPR pair ↑


    II. Single photons Alice ----------- Bob

  • Realizations of quantum computersDopant atoms in silicon
Quantum dots
Ions i...

    78 слайд

    Realizations
    of quantum computers
    Dopant atoms in silicon
    Quantum dots
    Ions in traps
    Cold atoms in optic traps
    NV-centers in diamond
    Superconducting structures: charge, phase and transmon
    2D electron gas with Quantum Hall Effect
    2D electron gas on Helium,
    and so on

  • Classical vs. QuantumBits                             Qubits...

    79 слайд

    Classical vs. Quantum
    Bits Qubits Discrete |0> or |1> Analog Qubit superpositional
    state |0> and |1>





    Accuracy 10-4
    Noise (decoherence) and technological variability!!!
    Error correction???

  • Classical vs. quantum

    80 слайд

    Classical vs. quantum

  • ФТИАНПрототип 1 - квантовый компьютер 
на ядерных спинах атомов фосфора
в мон...

    81 слайд

    ФТИАН
    Прототип 1 - квантовый компьютер
    на ядерных спинах атомов фосфора
    в моноизотопном кремнии (Кейн, 1998)
    Главная технологическая операция –
    помещение одиночных примесных атомов фосфора в узлы кристаллической решетки моноизотопного кремния в определенных местах структуры – до сих пор не разработана.

  • ПредысторияКвантовый компьютер на основе двойных квантовых точках
. Fedichkin...

    82 слайд

    Предыстория
    Квантовый компьютер на основе двойных квантовых точках
    . Fedichkin, M. Yanchenko, K.A. Valiev, Nanotechnology 11, 387 (2000) 141, 146 39.
    Квантовый компьютер без перемещения заряда (борьба с декогерентизацией)
    V. Vyurkov, S. Filippov, L. Gorelik. Quantum computing based on space states without charge transfer. Physics Letters A 374, 3285–3291 (2010)
    Измерение состояния квантового регистра в канале транзистора в режиме кулоновской блокады тока
    M. Rudenko, V. Vyurkov, S. Filippov, A. Orlikovsky. Quantum register in a field-effect transistor channel. Int. Conf. “Micro- and nanoelectronics – 2014”, Moscow, Russia, October 6-10, 2014, Book of Abstracts, p. q1-05


  • From quantum transistor to quantum computerQuantum confinement;
Tunneling an...

    83 слайд

    From quantum transistor
    to quantum computer
    Quantum confinement;
    Tunneling and interference of electron waves;
    Quantum statistics.

  • Quantum computer in transistor channelФТИАН

    84 слайд

    Quantum computer in transistor channel
    ФТИАН

  • 1а. Технический облик - лабораторныйМикросхема регистра с контактамиИзмерител...

    85 слайд

    1а. Технический облик - лабораторный
    Микросхема регистра с контактами
    Измерительная установка

  • 1б. Технический облик - коммерческийИнтегральная схема регистра с управляющей...

    86 слайд

    1б. Технический облик - коммерческий
    Интегральная схема регистра с управляющей и измерительной системой

  • Field-defined quantum dotsSymmetric state in DQDAsymmetric state in DQD

    87 слайд

    Field-defined quantum dots
    Symmetric state in DQD
    Asymmetric state in DQD

  • Basic states in a DQDPotential in a DQDSymmetricAntisymmetricElectron wave-fu...

    88 слайд

    Basic states in a DQD
    Potential in a DQD
    Symmetric
    Antisymmetric
    Electron wave-function in a DQD

  • Basic states of two DQDs (without charge transfer !)Potential in two DQDsWav...

    89 слайд

    Basic states of two DQDs
    (without charge transfer !)
    Potential in two DQDs
    Wave-function of two electrons in two DQDs
    basis*

  • Basic states of a qubitSpin-polarized electrons:

    90 слайд

    Basic states of a qubit
    Spin-polarized electrons:

  • Qubit states

    91 слайд

    Qubit states

  • Qubit states

    92 слайд

    Qubit states

  • Realization of SWAP-gate

    93 слайд

    Realization of SWAP-gate

  • Realization of sqrt-SWAP

    94 слайд

    Realization of sqrt-SWAP

  • Realization of CNOT-gate

    95 слайд

    Realization of CNOT-gate

  • Coulomb blockade of current for measurementDot occupied =&gt; potential barrier...

    96 слайд

    Coulomb blockade of current
    for measurement
    Dot occupied => potential barrier
    Dot vacant => potential well
    Rough condition of Coulomb blockade: dot size D > Bohr radius

  • Calculated transmission coefficientsFor fairly smooth potential profile the t...

    97 слайд

    Calculated transmission coefficients
    For fairly smooth potential profile the transmission through the well tends to 1

    whereas the transmission through the barrier tends to 0

  • Альтернативные проекты QC во ФТИАН

    98 слайд

    Альтернативные проекты QC
    во ФТИАН

  • Квантовый регистр на основе двойных квантовых точек в оптическом резонаторе

    99 слайд

    Квантовый регистр на основе двойных квантовых точек в оптическом резонаторе

  • Квантовые компьютеры на NV-центрах в алмазеИскусственные алмазы:3A2 Спиновый...

    100 слайд

    Квантовые компьютеры на NV-центрах в алмазе
    Искусственные алмазы:
    3A2
    Спиновый кубит на электронных уровнях NV-центра

  • ЭпилогСLight at the end of the tunnel

    101 слайд

    Эпилог
    С
    Light at the end of the tunnel

  • CollaborationНаноэлектронные технологии
АО Микрон и НИИМЭ
ИФП СО РАН
Фраунгоф...

    102 слайд

    Collaboration
    Наноэлектронные технологии
    АО Микрон и НИИМЭ
    ИФП СО РАН
    Фраунгоферовский институт (Германия)
    Графен
    Лаборатория двумерных систем МФТИ (Д. Свинцов)
    Университет Тохоку (Япония)
    ИПТМ РАН
    ТГц
    МГУ им. М.В. Ломоносова
    ИСВЧПЭ РАН
    Квантовые компьютеры
    Лаборатория квантовой информатики МФТИ (С. Филиппов)
    МГУ им. М.В. Ломоносова
    ИФП СО РАН

  • СПАСИБО 
за ВНИМАНИЕ!!!

    103 слайд

    СПАСИБО
    за ВНИМАНИЕ!!!

  • THANK YOU !!!

    104 слайд

    THANK YOU !!!

  • 105 слайд

  • 106 слайд

  • 107 слайд

  • Квантовые эффекты в полевых нанотранзисторахУравнение Шредингера:
Уравнение П...

    108 слайд

    Квантовые эффекты в полевых нанотранзисторах
    Уравнение Шредингера:
    Уравнение Пуассона:
    Формула Ландауэра:

  • Теория наноэлектронных приборовЦели современной наноэлектроники: Low-power и...

    109 слайд

    Теория наноэлектронных приборов
    Цели современной наноэлектроники: Low-power и High-performance
    Альтернативные механизмы переноса тока: туннелирование
    Альтернативные материалы: графен и его модификации (в сотрудничестве с университетом Тохоку, Япония)
    Масштабирование традиционных полевых транзисторов.

  • Транзисторы на основе графена: новые вопросыОбъяснение отрицательной дифферен...

    110 слайд

    Транзисторы на основе графена: новые вопросы
    Объяснение отрицательной дифференциальной проводимости;
    Амбиполярные эффекты в полевых транзисторах – одновременное наличие электронов и дырок;
    Создание инжекционных лазеров на основе графена.
    V. Ryzhii, I. Semenikhin, M. Ryzhii, D. Svintsov, V. Vyurkov, A. Satou, and T. Otsuji “Double injection in graphene p-i-n structures”, Journal of Applied Physics, Vol. 113, p. 244505 (2013)

  • Basic states in a DQDPotential in a DQDSymmetricAntisymmetricElectron wave-fu...

    111 слайд

    Basic states in a DQD
    Potential in a DQD
    Symmetric
    Antisymmetric
    Electron wave-function in a DQD

  • Coulomb blockade for measurement

    112 слайд

    Coulomb blockade for measurement

  • Терагерцовые лазеры на основе графена

    113 слайд

    Терагерцовые лазеры на основе графена

  • Терагерцовые лазеры на основе графенаСоздание квантовой теории оптического по...

    114 слайд

    Терагерцовые лазеры на основе графена
    Создание квантовой теории оптического поглощения в графене с неравновесными носителями;
    Расчет рекомбинационных процессов, обусловленных взаимодействием квазичастиц.

  • Электронные свойства графенаБесщелевой полупроводник;
Линейный закон дисперси...

    115 слайд

    Электронные свойства графена
    Бесщелевой полупроводник;
    Линейный закон дисперсии



    Отсутствие обратного рассеяния

Получите профессию

HR-менеджер

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 624 810 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Жазық параллель пластина мен призмада сәулелердің жүру сызбасын сызу және жазық параллель пластина мен призма формуласын қолданып, есептер шығару.
  • Учебник: «Физика (Базовый и углубленный уровни)», Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.
  • Тема: 3. Построение изображений в линзах
  • 01.01.2021
  • 2810
  • 35
«Физика (Базовый и углубленный уровни)», Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И.

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 16.04.2020 450
    • PPTX 24 мбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Обухова Ольга Витальевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Обухова Ольга Витальевна
    Обухова Ольга Витальевна
    • На сайте: 3 года и 3 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 58642
    • Всего материалов: 199

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Бухгалтер

Бухгалтер

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания физики в школе в условиях реализации ФГОС

72 ч.

2200 руб. 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 221 человек из 64 регионов

Курс повышения квалификации

Информационные технологии в деятельности учителя физики

72/108 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 119 человек из 46 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")

Учитель физики

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 36 человек из 21 региона

Мини-курс

Основы программирования и мультимедиа: от структуры ПО до создания проектов

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 29 человек из 19 регионов

Мини-курс

Эффективные коммуникационные стратегии в образовательной среде: от управления до мотиваци

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Искусство в контексте современности

10 ч.

1180 руб. 590 руб.
Подать заявку О курсе