纳米电子学与纳米电子器件

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第 ７卷第 ３期
２１ ０ ０年 ６ 月
综
述
Ｖｏ． Ｎｏ． １ ７ ３
Ｓ ｕｍｍａ ｉａｉ ｎ ｒｚ ｔｏ
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ｅ ０１
纳米 电子学与纳米 电子器件
王 强
（ 陕西教 育学 院数 理工程 系， 陕 西 西安 摘
７０６） １０ １
要： 介绍 了纳 米 电子 学 的基 本概 念及 其 “ 自上 而 下” “ 和 自下而上 ” 的发展 路 线 ， 分析概 括 了纳
Ａｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｂａ ｉ ｏ ｃ ｐｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｒ ｕｔｓｏ ｎ ｅｅ ｔｏ ｃ ｎｃｕ ｎｇ ”ｏ ｓｃ ｃ ｎ ｅ ｉ ｎ ｅ ｅ ｏ ｏ ｎ ｏ ｅ ｆｎａ ｏ ｌｃ ｒｎｉｓ ｉ ｌｄｉ ｔｐ—ｄ ｗｎ”ａ ｒ ａ ｈ ａ ｄ ” ｏ ｏ ｐｐ ｏ ｃ ｎ ｄ ｗｎ—ｔｐ” ｏ
Ｎａ ｏ ｌｃ ｒ ｎｉｓａ ｎ ｅｅ ｔｏ ｃＤｅ ｉｅ ｎ ｅｅ ｔ ｏ ｃ ｎｄ Ｎａ ｏ ｌｃ ｒ ｎｉ ｖｃ ｓ
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主要标 志 的微 电子 技术 和后 来 的超 晶格及 其低 维
量 子结构 的研究 使 得 电子科学 技术 发展 到 了一个
前所 未 有 的 高度 ＿ 而且 这 种 发 展趋 势 愈 演愈 烈 。 ３ ｌ ，
进入 ２ 世 纪 ， １ 以纳米 量子 器件 为主 攻方 向的纳米
导 电子学 、 子 电子学 、 子 电子 学 等融 为 一体 ， 原 分
米 电子器件 的基本 物理 原理 及其 应 用 ， 于纳 电子 器件 的 实际应 用价 值 ， 基 阐述 了研 究 纳 电子 学的 现 实意义 ， 总结 了纳 米 电子 学 目前存 在 的问题及今 后 的发展 趋势 。 关键词 ： 电子 学 ； 纳 发展 路 线 ； 基本 原理 ； 纳米 器件 ； 发展 趋势
电子学 崭新 时代 已经来 临 １
而且高温铜氧化物超导体有可能和半导体硅 、 化
合 物半导 体 、生物膜 等 一样成 为重 要 的纳米 量 子
材料 。
１ 纳米 电子 学 及 其 发 展 路线
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ５ ２ １— １ ２
７ ２
纳 米 电子学 可分 为两 大类 ，一 为单 量子 电子
文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：８ ２ １ １（ ０ ０ ０ — ０ ２ ０ １ １ — ９ ８ ２ １ ）３ ０ ７ — ５
０ 引 言
电子 器件是 ２ ０世 纪的伟 大发 明之一 。 的诞 它
ｉ１ 纳 米 电子 学基本概 念…６ ． ｉ
作 为微 电子学 的下一代 ， 纳米 电子 学是指 在 １ ｎ １０ｎ 的 纳米 结 构 ｆ 子点 ）内探 测 、 别 与 ｍ一 ０ ｍ 量 识 控 制单个 量 子或量 子 波 的运 动规 律 ，研究 单个 原 子、 分子 人工 组装 和 自组 装技 术 ， 究 在量 子点 内 研
单 个 量子 或 量 子波 所表 现 出来 的特 征 和 功 能 ， 用 于信 息 的产生 、 传递 和交 换 的器件 ， 电路 与 系统及 其 在 信 息科 学 技术 、 纳米 生 物 学 、 米 测量 学 、 纳 纳
米 显微 学 、 纳米机 械学 等应 用 的学科 ， 也称 为量 子ห้องสมุดไป่ตู้ 功 能 电子 学 。 的最大特 点是把 半导体 电子 学 、 它 超
第 ７卷第 ３ 期
２１ ０ ０年 ６月
纳
米
科
技
Ｎｏ３ ．
Ｎａ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｓ ｉ ｎ ｅ＆ Ｎａ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ
生 给人类 社会带 来 了巨大的影 响 。 电子器件 的发
展 过程 大 致可 分 为 ｉ个 阶段 ＿ 即 真空 电子管 、 ｌ Ｉ ： 固
体晶体管和正在悄然兴起的单电子管。１４ 年翻 ９７ ， 固体 晶体 管 的发 明标 志 着 固体 电子 学 的开 始 ， 真
空 电子 学的终结 。 个多 世纪 以来 ， 半 以集 成 电路为
Ｋｅ ｙｗｏ ￣ ：ｎ ｎｏ ｌｅｒ ｎｉｓ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｕｅ ｂ ｓｃ ｐ ｉ ｃｐｌｓ ｎ ｎｏ ｌ ｅｍ ｎ ｃ ｄ ｖｃ ｓ； ｅ ｅ ｏ ｒ ａ ｅｅ ｔｏ ｅ ； ｅ ｅｏ ｎｔｍ ｔｓ； ａ ｉ ｒｎ ｉ ｅ ； ａ ｅ ｅ ｔ ｉ ｅ ｉｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｎｔ
中图分 类号 ： ４ ８ ０ ８