Введение......3 Раздел 1. Физические и технологические основы наноэлектроники......7 Глава 1. Теоретические основы наноэлектроники......9 11.1. Основные положения квантовой механики
используемые в наноэлектронике......9 11.2. Момент импульса и спин......14 11.3. Магнитный резонанс......17 11.4. Туннельный переход через потенциальный барьер......21 11.5. Квантовые потенциальные ямы......24 11.6. Интерференционные эффекты в наноструктурах......27 11.7. Элементы зонной теории и транспортные явления в наноразмерных структурах......29 11.8. Сверхрешетки......33 11.9. 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 12.1. Классификация низкоразмерных структур и наноматериалов......54 12.2. Свойства двумерных структур......58 12.3. Свойства одномерных структур и материалов......76 12.4. Свойства углеродных наноструктур......80 12.5. Свойства наночастиц и материалов с наночастицами......92 Контрольные вопросы и задания......96 Глава 3. Технология создания наноматериалов и наноструктур и методы их диагностики......97 13.1. Методы диагностики нанообъектов......97 13.2. Эпитаксиальные методы создания тонких пленок и гетероструктур......104 13.3. Технология создания квантовых точек и нитей......112 13.4. Основные технологические методы создании углеродных наноматериалов......118 13.5. Методы зондового сканирования......122 13.6. Нанолитография......124 Контрольные вопросы и задания......127 Раздел 2. Наноэлектронные приборы......129 Глава 4. Полупроводниковые гомо- и гетероструктуры и приборы на их основе......131 14.1. Электрические гомо- и гетеропереходы......131 14.2. Туннельные диоды......159 14.3. Биполярные транзисторы......168 14.4. Полевые транзисторы......200 Контрольные вопросы и задания......232 Глава 5. Наноэлектронные приборы на основе квантово-размерных структур......234 15.1. Резонансно-туннельные приборы......234 15.2. Одноэлектронные приборы......248 15.3. Спинтронные приборы......260 15.4. Полупроводниковые фотоприборы......268 15.5. Полупроводниковые инжекционные лазеры и светодиоды......290 Контрольные вопросы и задания......316 Глава 6. Базовые логические элементы квантовых компьютеров......318 16.1. Общие сведения о квантовых компьютерах......318 16.2. Базовые элементы полупроводникового кремниевого квантового компьютера на основе ядерно-магнитного резонанса......324 16.3. Базовые элементы для квантовых компьютеров на квантовых точках......331 16.4. Логические элементы квантовых компьютеров на сверхпроводниках......335 Контрольные вопросы и задания......341 Глава 7. Сверхпроводимость и электронные устройства на сверхпроводниках......342 17.1. Основные свойства сверхпроводящего состояния......342 17.2. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода......355 17.3. Джозефсоновские переходы и их модели......364 17.4. Аналоговые сверхпроводниковые устройства......374 17.5. Криотроны
логические элементы и элементы памяти на джозефсоновских переходах......383 17.6. Электронные устройства
использующие ВТСП......389 Контрольные вопросы и задания......390 Глава 8. Нанобиоэлектроника......391 18.1. Общие положения и термины......391 18.2. Электропроводные свойства ДНК......394 18.3. Приборы на основе биоэлектроники......396 18.4. Конечный биоавтомат Шапиро......401 Контрольные вопросы и задания......403 Литература......404