納電子學與納米系統(tǒng)（從晶體管到分子與量子器件）

譯者的話
前言
第1章　發(fā)展中的納電子學
1.1微電子學的發(fā)展
1.2納電子學的范圍
1.3復雜的問題
1.4納電子學提出的挑戰(zhàn)
1.5小結
第2章　硅技術的發(fā)展?jié)摿?br />2.1半導體基礎材料
2.1.1半導體的能帶圖
2.1.2非均勻半導體結構的能帶圖
2.2技術
2.2.1不同類型的晶體管
2.2.2微細加工技術
2.3關于硅器件微型化的方法和限制
2.3.1按比例縮小
2.3.2硅技術發(fā)展的里程碑
2.3.3對技術極限的估計
2.4微電子機械系統(tǒng)(MEMS)
2.4.1微機械技術
2.4.2納電子學的微機械加工
2.5集成光電子學
2.6小結
第3章　納電子學基礎
3.1若干物理基礎
3.1.1電磁場和光子
3.1.2作用量、電荷和磁通量的量子化
3.1.3電子的波動性(薛定諤方程)
3.1.4勢阱中的電子
3.1.5固體中光子與電子相互作用
3.1.6擴散過程
3.2信息理論基礎
3.2.1數據和位
3.2.2數據處理
3.3小結
第4章　生物學衍生的思想
4.1生物網絡
4.1.1生物神經元
4.1.2神經元細胞的功能
4.2生物學衍生的思想
4.2.1硅片中的生物神經元細胞
4.2.2用VLSI電路模擬神經元細胞
4.2.3具有局部適應性和分布式數據處理功能的神經元網絡
4.3　小結
第5章　生物化學和量子力學計算機
5.1 DNA計算機
5.1.1通過化學反應進行信息處理
5.1.2納米計算機
5.1.3并行處理
5.2量子計算機
5.2.1比特和量子比特
5.2.2一致與纏結
5.2.3量子的并行化
5.3小結
第6章　納米系統(tǒng)的并行體系結構
6.1體系結構原理
6.1.1單處理器和多處理器系統(tǒng)
6.1.2對于并行數據處理的一些考慮
6.1.3延遲時間的影響
6.1.4功耗與并行性
6.2納米系統(tǒng)中并行處理的體系結構
6.2.1經典脈動陣列
6.2.2具有大容量存儲器的處理器
6.2.3 SIMD和PIP結構的處理器陣列
6.2.4重構計算機
6.2.5作為原型機的Teramac原理
6.3小結
第7章　軟計算與納電子學
7.1軟計算方法
7.1.1模糊系統(tǒng)
7.1.2進化算法
7.1.3連接主義系統(tǒng)
7.1.4計算智能系統(tǒng)
7.2納電子學中神經網絡的特點
7.2.1局部處理
7.2.2分布式與容錯存儲
7.2.3自組織
7.3小結
第8章　復雜集成系統(tǒng)及其性質
8.1作為信息處理機的納米系統(tǒng)
8.1.1作為功能塊的納米系統(tǒng)
8.1.2作為信息修正的信息處理
8.2系統(tǒng)設計及其接口
8.3進化硬件
8.4對納米系統(tǒng)的要求
8.5小結
第9章　集成開關與基本電路
9.1開關和互連線
9.1.1理想開關和實際開關
9.1.2實際互連和理想互連
9.2典型集成開關及其基本電路
9.2.1典型開關實例：晶體管
9.2.2常規(guī)的基本電路
9.2.3　閾值門
9.2.4　Fredkin門
9.3小結
第10章　量子電子學
10.1量子電子器件
10.1.1即將出現(xiàn)的電子器件
10.1.2介觀結構中的電子
10.2量子電子器件舉例
10.2.1短溝道MOS晶體管
10.2.2分裂柵晶體管
10.2.3電子波晶體管
10.2.4電子自旋晶體管
10.2.5量子單元自動機
10.2.6量子點陣列
10.3小結
第11章　生物電子學與分子電子學
11.1生物電子學
11.1.1分子處理器
11.1.2作為生物芯片的DNA分析器
11.2分子電子學
11.2.1概述
11.2.2　基于富勒聚合物和納米管的開關技術
11.2.3聚合體電子
11.2.4自裝配電路
11.2.5光學分子存儲器
11.3小結
第12章　隧穿器件納電子學
12.1隧穿元件
12.1.1隧道效應和隧穿元件
12.1.2隧穿二極管
12.1.3諧振隧穿二極管
12.1.4三端諧振隧穿器件
12.2諧振隧穿二極管的工藝
12.3基于RTD的數字電路設計
12.3.1存儲器中的應用
12.3.2基本的邏輯電路
12.3.3動態(tài)邏輯門
12.4基于RTBT的數字電路設計
12.4.1 RTBT型MOBILE
12.4.2 RTBT閾值門
12.4.3基于RTBT的多路復用器
12.5小結
第13章　單電子晶體管
13.1單電子晶體管的原理
13.1.1庫侖阻塞
13.1.2單電子晶體管的性能
13.1.3工藝技術
13.2 SET的電路設計
13.2.1布線與驅動
13.2.2邏輯與存儲電路
13.2.3作為分布電路的一個實例的SET加法器
13.3 FET與SET兩種電路設計的比較
13.4小結
第14章　超導器件納電子學
14.1基礎
14.1.1宏觀性能
14.1.2宏觀模型
14.2超導開關器件
14.2.1低溫管
14.2.2約瑟夫森隧道器件
14.3基本電路
14.3.1存儲單元
14.3.2聯(lián)想或內容尋址存儲器
14.3.3超導量子干涉器件
14.4磁通量子器件
14.4.1 LC門
14.4.2磁通量子一量子單元自動機
14.4.3具有單磁通器件的量子計算機
14.4.4單磁通量子器件
14.4.5快速單磁通量子器件
14.5超導器件的應用
14.5.1集成電子電路
14.5.2與場效應晶體管電子電路的對比
14.5.3電標準
14.6小結
第15章　集成電子學的極限
15.1對極限的觀察
15.2工藝的更替
15.3電源和散熱
15.4參數值散布導致的限制效應
15.5粒子熱運動導致的極限
15.5.1德拜長度
15.5.2熱噪聲
15.6可靠性作為極限因子
15.7物理極限
15.7.1熱力學極限
15.7.2相對論極限
15.7.3量子力學極限
15.7.4　隧道效應和熱噪聲引起的相等失效幾率
15.8小結
第16章　集成電子系統(tǒng)的最終目標
16.1由納米計算機消除不確定性
16.2納米系統(tǒng)中的不確定性
16.3納電子學發(fā)展中的不確定性
16.4小結
參考文獻