纳电子学与纳米系统：从晶体管到分子与量子器件

　　译者的话
　　前言
　　第1章  发展中的纳电子学
　　1.1微电子学的发展
　　1.2纳电子学的范围
　　1.3复杂的问题
　　1.4纳电子学提出的挑战
　　1.5小结
　　第2章  硅技术的发展潜力
　　2.1半导体基础材料
　　2.1.1半导体的能带图
　　2.1.2非均匀半导体结构的能带图
　　2.2技术
　　2.2.1不同类型的晶体管
　　2.2.2微细加工技术
　　2.3关于硅器件微型化的方法和限制
　　2.3.1按比例缩小
　　2.3.2硅技术发展的里程碑
　　2.3.3对技术极限的估计
　　2.4微电子机械系统(MEMS)
　　2.4.1微机械技术
　　2.4.2纳电子学的微机械加工
　　2.5集成光电子学
　　2.6小结
　　第3章  纳电子学基础
　　3.1若干物理基础
　　3.1.1电磁场和光子
　　3.1.2作用量、电荷和磁通量的量子化
　　3.1.3电子的波动性(薛定谔方程)
　　3.1.4势阱中的电子
　　3.1.5固体中光子与电子相互作用
　　3.1.6扩散过程
　　3.2信息理论基础
　　3.2.1数据和位
　　3.2.2数据处理
　　3.3小结
　　第4章  生物学衍生的思想
　　4.1生物网络
　　4.1.1生物神经元
　　4.1.2神经元细胞的功能
　　4.2生物学衍生的思想
　　4.2.1硅片中的生物神经元细胞
　　4.2.2用VLSI电路模拟神经元细胞
　　4.2.3具有局部适应性和分布式数据处理功能的神经元网络
　　4.3  小结
　　第5章  生物化学和量子力学计算机
　　5.1 DNA计算机
　　5.1.1通过化学反应进行信息处理
　　5.1.2纳米计算机
　　5.1.3并行处理
　　5.2量子计算机
　　5.2.1比特和量子比特
　　5.2.2一致与缠结
　　5.2.3量子的并行化
　　5.3小结
　　第6章  纳米系统的并行体系结构
　　6.1体系结构原理
　　6.1.1单处理器和多处理器系统
　　6.1.2对于并行数据处理的一些考虑
　　6.1.3延迟时间的影响
　　6.1.4功耗与并行性
　　6.2纳米系统中并行处理的体系结构
　　6.2.1经典脉动阵列
　　6.2.2具有大容量存储器的处理器
　　6.2.3 SIMD和PIP结构的处理器阵列
　　6.2.4重构计算机
　　6.2.5作为原型机的Teramac原理
　　6.3小结
　　第7章  软计算与纳电子学
　　7.1软计算方法
　　7.1.1模糊系统
　　7.1.2进化算法
　　7.1.3连接主义系统
　　7.1.4计算智能系统
　　7.2纳电子学中神经网络的特点
　　7.2.1局部处理
　　7.2.2分布式与容错存储
　　7.2.3自组织
　　7.3小结
　　第8章  复杂集成系统及其性质
　　8.1作为信息处理机的纳米系统
　　8.1.1作为功能块的纳米系统
　　8.1.2作为信息修正的信息处理
　　8.2系统设计及其接口
　　8.3进化硬件
　　8.4对纳米系统的要求
　　8.5小结
　　第9章  集成开关与基本电路
　　9.1开关和互连线
　　9.1.1理想开关和实际开关
　　9.1.2实际互连和理想互连
　　9.2典型集成开关及其基本电路
　　9.2.1典型开关实例：晶体管
　　9.2.2常规的基本电路
　　9.2.3  阈值门
　　9.2.4  Fredkin门
　　9.3小结
　　第10章  量子电子学
　　10.1量子电子器件
　　10.1.1即将出现的电子器件
　　10.1.2介观结构中的电子
　　10.2量子电子器件举例
　　10.2.1短沟道MOS晶体管
　　10.2.2分裂栅晶体管
　　10.2.3电子波晶体管
　　10.2.4电子自旋晶体管
　　10.2.5量子单元自动机
　　10.2.6量子点阵列
　　10.3小结
　　第11章  生物电子学与分子电子学
　　11.1生物电子学
　　11.1.1分子处理器
　　11.1.2作为生物芯片的DNA分析器
　　11.2分子电子学
　　11.2.1概述
　　11.2.2  基于富勒聚合物和纳米管的开关技术
　　11.2.3聚合体电子
　　11.2.4自装配电路
　　11.2.5光学分子存储器
　　11.3小结
　　第12章  隧穿器件纳电子学
　　12.1隧穿元件
　　12.1.1隧道效应和隧穿元件
　　12.1.2隧穿二极管
　　12.1.3谐振隧穿二极管
　　12.1.4三端谐振隧穿器件
　　12.2谐振隧穿二极管的工艺
　　12.3基于RTD的数字电路设计
　　12.3.1存储器中的应用
　　12.3.2基本的逻辑电路
　　12.3.3动态逻辑门
　　12.4基于RTBT的数字电路设计
　　12.4.1 RTBT型MOBILE
　　12.4.2 RTBT阈值门
　　12.4.3基于RTBT的多路复用器
　　12.5小结
　　第13章  单电子晶体管
　　13.1单电子晶体管的原理
　　13.1.1库仑阻塞
　　13.1.2单电子晶体管的性能
　　13.1.3工艺技术
　　13.2 SET的电路设计
　　13.2.1布线与驱动
　　13.2.2逻辑与存储电路
　　13.2.3作为分布电路的一个实例的SET加法器
　　13.3 FET与SET两种电路设计的比较
　　13.4小结
　　第14章  超导器件纳电子学
　　14.1基础
　　14.1.1宏观性能
　　14.1.2宏观模型
　　14.2超导开关器件
　　14.2.1低温管
　　14.2.2约瑟夫森隧道器件
　　14.3基本电路
　　14.3.1存储单元
　　14.3.2联想或内容寻址存储器
　　14.3.3超导量子干涉器件
　　14.4磁通量子器件
　　14.4.1 LC门
　　14.4.2磁通量子一量子单元自动机
　　14.4.3具有单磁通器件的量子计算机
　　14.4.4单磁通量子器件
　　14.4.5快速单磁通量子器件
　　14.5超导器件的应用
　　14.5.1集成电子电路
　　14.5.2与场效应晶体管电子电路的对比
　　14.5.3电标准
　　14.6小结
　　第15章  集成电子学的极限
　　15.1对极限的观察
　　15.2工艺的更替
　　15.3电源和散热
　　15.4参数值散布导致的限制效应
　　15.5粒子热运动导致的极限
　　15.5.1德拜长度
　　15.5.2热噪声
　　15.6可靠性作为极限因子
　　15.7物理极限
　　15.7.1热力学极限
　　15.7.2相对论极限
　　15.7.3量子力学极限
　　15.7.4  隧道效应和热噪声引起的相等失效几率
　　15.8小结
　　第16章  集成电子系统的最终目标
　　16.1由纳米计算机消除不确定性
　　16.2纳米系统中的不确定性
　　16.3纳电子学发展中的不确定性
　　16.4小结
　　参考文献

　　纳电子学是关于纳米器件及其信息处理的电路与系统的理论和技术的新学科。本书叙述了固体纳电子学、分子电子学和生物电子学的有关方面，内容包括：各种纳电子器件(分子器件、量子电子器件、谐振隧穿器件、单电子器件、超导器件、DNA和量子计算等器件)的新效应、新原理与新特性；纳电子学的若干物理基础和信息理论基础以及纳电子学发展的物理极限；各种创新的纳米电路与系统的结构与原理。
　　本书可以作为高等院校电子科学、信息处理、自动控制、计算机、生物、应用物理、电子工程和材料科学等学科的有关专业高年级学生及研究生的教材，也适于有关领域的科学家、工程师及高校师生参考。