第1章 绪论

1.1 引言

1.2 微电子学向纳电子学发展及限制

1.2.1 微电子学向纳电子学发展

1.2.2 微纳电子器件的技术限制

1.3 纳电子学的研究与发展

1.3.1 纳电子学研究

1.3.2 纳电子学的发展

1.4 纳电子器件

1.4.1 引言

1.4.2 纳电子器件种类

1.4.3 纳电子器件应用

参考文献

第2章 纳电子学基础

2.1 纳结构中的量子效应

2.1.1 电导量子

2.1.2 弹道输运

2.1.3 普适电导涨落

2.1.4 库仑阻塞

2.1.5 量子相干效应

2.2 Landauer-Büttiker电导公式

2.2.1 两端单通道Landauer电导公式

2.2.2 两端多通道Büttiker电导公式

2.2.3 弹道结构的电导系数

2.3 单电子隧穿

2.3.1 单电子隧穿现象及条件

2.3.2 电流偏置单隧道结

2.3.3 单电子岛（双隧道结）

2.3.4 电子输运的主方程

2.4 库仑台阶和库仑振荡

2.4.1 引言

2.4.2 库仑台阶

2.4.3 库仑振荡

参考文献

第3章 共振隧穿器件

3.1 共振隧穿效应

3.1.1 共振隧穿现象

3.1.2 共振隧穿机理

3.2 共振隧穿器件输运理论

3.2.1 量子力学基础

3.2.2 双势垒量子阱结构共振隧穿二极管的两种物理模型

3.3 共振隧穿二极管的特性分析

3.3.1 共振隧穿二极管的特性及参数

3.3.2 散射和材料结构对器件特性的影响

3.4 共振隧穿二极管模型

3.4.1 电路模拟模型

3.4.2 物理基础的RTD模型

3.5 RTD器件的数字电路

3.5.1 RTD的基本电路

3.5.2 单－双稳转换逻辑单元的工作原理

3.5.3 单－双稳转换逻辑单元构成的数字电路

3.5.4 基于RTD的多值逻辑电路设计

3.6 RTD的模拟电路及其应用

3.6.1 振荡器电路

3.6.2 细胞神经网络神经元电路

3.6.3 混沌振荡器电路

参考文献

第4章 单电子器件

4.1 单电子盒

4.2 单电子陷阱

4.3 单电子晶体管

4.3.1 SET的结构及特性

4.3.2 多栅极SET

4.3.3 SET的数值模拟法及模型

4.4 单电子旋转门

4.5 单电子泵

4.6 单电子器件的模拟电路应用

4.6.1 超高灵敏静电计

4.6.2 单电子能谱仪

4.6.3 计量标准应用

4.6.4 红外辐射探测器

4.6.5 基于SET的模拟滤波器

4.6.6 基于 SET的细胞神经网络

4.7 单电子器件的数字电路应用

4.7.1 基于SET的逻辑电路

4.7.2 单电子存储器

4.7.3 基于SET的数字滤波器

参考文献

第5章 量子点器件

5.1 量子元胞自动机

5.1.1 量子元胞自动机的结构

5.1.2 量子元胞自动机的原理

5.1.3 量子元胞自动机的特性

5.1.4 量子元胞自动机基本电路

5.2 量子元胞自动机的仿真方法

5.2.1 元胞间哈特里逼近法

5.2.2 模拟退火法

5.2.3 遗传模拟退火法

5.2.4 QCADesigner软件仿真

5.2.5 PSpice模型仿真

5.3 量子元胞自动机数字电路

5.3.1 基于量子元胞自动机的组合逻辑电路

5.3.2 基于量子元胞自动机的时序逻辑电路

5.3.3 量子元胞自动机数字电路设计方法

5.4 量子细胞神经网络及其应用

5.4.1 量子细胞神经网络的机理

5.4.2 量子细胞神经网络的非线性特性

5.4.3 量子细胞神经网络的混沌控制、同步及保密通信应用

5.4.4 量子细胞神经网络的图像处理应用

参考文献

第6章 SETMOS混合器件

6.1 SETMOS混合器件结构及特性

6.1.1 SETMOS混合器件的结构

6.1.2 SETMOS混合器件的工作原理及特性

6.2 SETMOS混合器件的模型

6.2.1 SETMOS混合器件的模型建立

6.2.2 SETMOS混合器件的仿真

6.3 SETMOS混合器件模拟电路应用

6.3.1 SETMOS积分器

6.3.2 SETMOS滤波器

6.3.3 基于SETMOS混合器件的细胞神经网络

6.3.4 基于SETMOS混合结构的多涡卷混沌系统

6.4 SETMOS混合器件数字电路应用

6.4.1 多值逻辑

6.4.2 逻辑门电路

6.4.3 SETMOS混合器件的数字电路应用

6.4.4 SETMOS混合结构在离散混沌系统中的应用

参考文献

第7章 碳纳米管器件

7.1 碳纳米管的结构、电特性及制备

7.1.1 碳纳米管的结构

7.1.2 碳纳米管的电特性

7.1.3 碳纳米管的制备

7.2 碳纳米管场效应管

7.2.1 CNTFET的I-V特性曲线

7.2.2 P型和N型CNTFET

7.2.3 接触势垒

7.2.4 局部栅CNTFET

7.2.5 双极型CNTFET

7.3 碳纳米管场效应管仿真模型

7.3.1 基于弹道输运理论的CNTFET半经典改进模型

7.3.2 基于线性回归的CNFFET的HSpice模型

7.4 碳纳米管器件的应用

7.4.1 基于CNTFET的二极管

7.4.2 基于CNTFET的逻辑电路

7.4.3 基于CNTFET的振荡器

7.4.4 基于双栅极CNTFET的可重配置逻辑电路

7.4.5 基于CNTFET的多值逻辑电路

参考文献

第8章 纳电子器件应用中的问题

8.1 单电子晶体管的非理想因素

8.1.1 单电子晶体管随机背景电荷的产生

8.1.2 背景电荷对单电子晶体管的影响

8.1.3 单电子品体管背景电荷的解决方法

8.1.4 单电子晶体管其他非理想因素的影响

8.2 影响SETMOS混合器件工作的因素

8.2.1 CMOS器件噪声分析与抑制

8.2.2 SETMOS混合电路设计中偏置电流源的影响

8.2.3 泄漏能耗的影响与控制

8.3 量子细胞神经网络的非理想因素

8.3.1 QCNN中的非理想因素的类型

8.3.2 非理想因素对QCNN的影响

8.3.3 非理想因素影响的结果分析

8.4 其他器件的非理想因素影响

8.4.1 散射对RTD的影响

8.4.2 RTD的集成技术

8.4.3 RTD应用电路的发展展望

8.4.4 碳纳米管场效应管制备及特性中的问题

参考文献

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