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第1章 硅纳米电子学理论基础 1

1.1 Hartree-Fock方程（HF方程） 1

1.1.1 Hartree近似 1

1.1.2 Hartree-Fock方程 3

1.2格林函数 7

1.2.1泊松方程的格林函数 7

1.2.2镜像法求格林函数 8

1.2.3应用格林函数计算纳米尺寸电子器件的电学性能 9

1.3 CMOS器件中的尺度效应和模型 15

1.3.1薛定谔-泊松解法解决平衡情况下的器件 16

1.3.2连接两个费米能级不同的接触电极下的情况 17

1.3.3一维器件的平衡能带图 21

1.3.4连续传输 27

1.3.5非连续传输 30

第2章 纳米电子学工艺概论 35

2.1纳米加工技术概述 35

2.1.1概述 36

2.1.2采用电子束曝光或电子束刻蚀技术制作量子结构 38

2.1.3采用聚焦离子束加工技术制作量子结构 39

2.1.4采用微细加工技术制作量子结构 39

2.1.5采用扫描隧道显微镜技术制作量子结构 40

2.1.6纳米微晶硅薄膜材料简介 41

2.2纳米工艺 42

2.2.1光刻胶 42

2.2.2光刻 44

2.2.3图形转移 49

2.3纳米电子学 51

2.3.1纳米器件 53

2.3.2纳米晶体管设计 57

2.3.3纳米电光学 62

2.3.4物理学模型和器件仿真 63

2.3.5总结 64

第3章 硅基隧穿二极管及集成电路 65

3.1简介 65

3.2隧穿理论 66

3.2.1隧穿电流的成分 66

3.2.2隧穿电流密度 68

3.2.3隧穿二极管的开关时间 73

3.3垂直隧穿二极管的制备 76

3.3.1基于上旋扩散杂质的快速热扩散工艺 76

3.3.2上旋扩散剂 77

3.3.3隧穿二极管制造工艺 78

3.4隧穿二极管的特性和集成电路 82

3.4.1所制备隧穿二极管的特性 82

3.4.2隧穿二极管振荡器 88

3.4.3高速隧穿二极管/传输线脉冲发生器 89

第4章 单电子器件及其电路 92

4.1电导振荡——Coulomb振荡现象 92

4.2 Coulomb阻塞效应 93

4.3电流偏置下单个隧道结的I-V特性 96

4.4单电子晶体管（SET）的Coulomb阻塞工作状态 98

4.5单电子晶体管的Ip随VG的振荡——Coulomb振荡 100

4.6超导态的Coulomb阻塞效应 101

4.7单电子静电计 105

4.8半导体量子点旋转门 105

4.9单电子晶体管（SET） 107

4.10单电子晶体管的典型结构 109

4.11单电子“类CMOS倒相器” 112

4.12单电子晶体管存储器 113

4.13单电子晶体管逻辑电路 115

4.14量子网络自适应器件（QCA） 115

第5章 硅纳米线及纳米线异质结构 117

5.1简介 117

5.2硅纳米线 118

5.2.1 SiNW的制造方法和结构特征 118

5.2.2 SiNW的电学性能 121

5.3纳米电子学中SiNW的应用 127

5.3.1相交的纳米线结构和器件 127

5.3.2基于相交纳米线的逻辑门 129

5.3.3地址译码器 130

5.3.4在非传统衬底上的纳米线电子学 132

5.4构造大规模层次化SiNW阵列的方法 132

5.4.1 Langmuir-Blodgett纳米线装配方法 132

5.4.2纳米线器件的可变尺寸的集成 136

5.4.3高频纳米线电路 138

5.5 SiNW作为纳米级传感器 138

5.5.1纳米线场效应传感器 138

5.5.2单病毒检测 140

5.5.3单病毒的多级检测 142

5.6 SiNW异质结构 142

5.6.1 NiSi/SiNW异质结 142

5.6.2掺杂浓度调制的SiNW 144

5.6.3分支和超分支SiNW 148

第6章 其他硅基纳米电子器件 151

6.1电子波电子学 151

6.1.1电子波和电子波函数的相位相关性 151

6.1.2介观体系的特殊性质 154

6.1.3二维电子气的量子Hall效应简介 156

6.1.4介观体系的电导涨落效应、非局于性效应和持续电流效应 157

6.1.5弹道区的量子化电导效应 162

6.1.6量子干涉的表征和实现量子干涉的条件 166

6.2电子波器件 170

6.2.1电子波干涉计型器件 170

6.2.2电子波导型器件 170

6.2.3电子波衍射器件 172

6.2.4谐振隧穿器件 173

6.2.5量子线沟道FET 178

6.2.6速度调制晶体管（VMT） 179

6.2.7平面超晶格FET 179

6.3纳米集成电路概论 181

6.3.1传统CMOS结构的纳米器件 181

6.3.2纳米量子电子器件 183

6.3.3纳米集成电路中的连接线 183

6.3.4纳米IC设计中的问题 185

6.3.5纳米集成电路的设计方法学——持续收敛方法学 185

第7章 存储电阻 189

7.1简介 189

7.2存储电阻特性 193

7.3存储电阻的SPICE宏模型 205

7.4相关电磁场理论 210