Рассмотрены основные направления развития современной электроники, использующей физические эффекты, имеющие место в наноструктурах. Проанализированы пути перехода от микро- к наноэлектронным приборам, приведены описания нанотехнологических процессов, элементов и приборов нано-электроники и новых материалов, с которыми тесно связано развитие приоритетной области нанонауки и нанотехнологии.br /Для студентов по направлениям подготовки laquo;Прикладные математика и физикаraquo;, laquo;Электроника и наноэлектроникаraquo;, laquo;Нанотехнологии и микросистемная техникаraquo;, а также для аспирантов и научных работников, специализирующихся в области наноэлектроники и нанотехнологий.

Предисловие......7Глава 1. От микро- к наноэлектронике......131.1. Микроэлектроника как мотор прогресса......131.2. Наноэлектроника — путь «обогнать не догоняя»......191.3. Наноэлектронные приборы и устройства......21Контрольные вопросы к главе 1......28Литература к главе 1......28Глава 2. Методы нанотехнологии......292.1. Гетерогенные процессы формирования наноструктур......292.1.1. Молекулярно-лучевая эпитаксия......292.1.2. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений......362.1.3. Формирование структур на основе коллоидных растворов......402.1.4. Золь-гель-технология......432.1.5. Атомно-слоевое осаждение......452.1.6. Технология сверхтонких пленок металлов и диэлектриков......47Контрольные вопросы к разделу 2.1......48Литература к разделу 2.1......482.2. Наноформообразование......492.2.1. Гетеропленки......492.2.2. Формирование полупроводниковых и металлических нановолокон и спиралей......542.2.3. Наногофрированные структуры......572.2.4. Технология создания квантовых точек......592.2.5. Нанопечатная литография......652.2.6. Ионный синтезквантовых наноструктур......67Контрольные вопросы к разделу 2.2......69Литература к разделу 2.2......692.3. Методы зондовой нанотехнологии......692.3.1. Физические основы зондовой нанотехнологии......692.3.2. Контактное формирование нанорельефа......742.3.3. Бесконтактное формирование нанорельефа......752.3.4. Локальная глубинная модификация поверхности......762.3.5. Межэлектродный массоперенос......772.3.6. Электрохимический массоперенос......802.3.7. Массоперенос из газовой фазы......802.3.8. Локальное анодное окисление......812.3.9. Литография с помощью сканирующего туннельного микроскопа......832.3.10. Совместное использование лазера и СТМ в нанолитографии......86Контрольные вопросы к разделу 2.3......87Литература к разделу 2.3......882.4. Технологии самоорганизации структур......882.4.1. Процессы самоорганизации в природе......882.4.2. Химическая самосборка......912.4.3. Самоорганизация наноструктур......94Контрольные вопросы к разделу 2.4......95Литература к разделу 2.4......962.5. Технология фотонных кристаллов......962.5.1. Методы упорядочивания наноструктур......962.5.2. Синтезинвертированных фотонных кристаллов......982.5.3. Бестемплатный синтезфотонных кристаллов......1002.5.4. Технология селективного травления......1012.5.5. Синтезфотонных кристаллов с контролируемой шириной запрещенной зоны......1022.5.6. Другие технологии создания фотонных кристаллов......104Контрольные вопросы к разделу 2.5......104Литература к разделу 2.5......1052.6. Графеновые технологии......105Литература к разделу 2.6......108Глава 3. Материалы наноэлектроники......1093.1. Полупроводниковые структуры......1093.1.1. Масштабы и свойства материалов......1093.1.2. Гетеропереходы......1113.1.3. Гетероструктуры......1143.1.4. Сверхрешетки......116Контрольные вопросы к разделу 3.1......120Литература к разделу 3.1......1203.2. Углеродные наноматериалы......1203.2.1. Аллотропные модификации углерода......1203.2.2. Алмазные пленки......1243.2.3. Графен — двумерный монокристалл......1253.2.4. Нанотрубки......1293.2.5. Фуллерены......137Контрольные вопросы к разделу 3.2......144Литература к разделу 3.2......1443.3. Мультиферроики......1453.3.1. Классификациямультиферроиков......1453.3.2. Магнитные полупроводники......1473.3.3. Спин-электронные слоистые структуры......148Контрольные вопросы к разделу 3.3......152Литература к разделу 3.3......1523.4. Полимерные материалы. Органические проводники и полупроводники......152Контрольные вопросы к разделу 3.4......160Литература к разделу 3.4......1603.5. Фотонные кристаллы......161Контрольные вопросы к разделу 3.5......166Литература к разделу 3.5......1663.6. Пленки поверхностно-активных веществ......1663.6.1. Пленки Ленгмюра-Блоджетт......1663.6.2. Свойства ленгмюровских пленок......170Контрольные вопросы к разделу 3.6......171Литература к разделу 3.6......1713.7. Бионаноструктуры. ДНК как составляющая наноструктур......172Контрольные вопросы к разделу 3.7......175Литература к разделу 3.7......176Глава 4. Элементы и приборы наноэлектроники......1774.1. Нанотранзисторные структуры на традиционных материалах......1774.1.1. Кремниевые транзисторы с изолированным затвором......1774.1.2. КНИ-транзисторы......1824.1.3. Транзисторы на структурах SiGe......1844.1.4. Многозатворные транзисторы......1864.1.5. Гетеротранзисторы......1884.1.6. Гетероструктурный транзистор на квантовых точках......1954.1.7. Биполярные транзисторы......1974.2. Нанотранзисторные структуры на новых материалах......1984.2.1. Нанотранзисторы на основе углеродных нанотрубок......1984.2.2. Нанотранзисторы на основе графена......2034.2.3. Спиновой нанотранзистор......2054.2.4. Наноэлектромеханический транзистор......2094.2.5. Успехи и перспективы транзисторостроения......211Контрольные вопросы к разделам 4.1. и 4.2......211Литература к разделам 4.1. и 4.2......2124.3. Основы одноэлектроники......2124.3.1. Эффект одноэлектронного туннелирования......2124.3.2. Транзисторные структуры одноэлектроники......2194.3.3. Устройства на одноэлектронных транзисторах......228Контрольные вопросы к разделу 4.3......232Литература к разделу 4.3......2334.4. Спинтроника......2334.4.1. Свойства магнитоупорядоченных структур......2334.4.2. Приборы на магнитостатических волнах......2414.4.3. Приборы спинтроники......243Контрольные вопросы к разделу 4.4......249Литература к разделу 4.4......2494.5. Квантовые компьютеры......2504.5.1. От битов к кубитам......2504.5.2. Квантовые вычисления......2554.5.3. Элементная база квантовых компьютеров......259Контрольные вопросы к разделу 4.5......268Литература к разделу 4.5......2694.6. Молетроника......2704.6.1. Молекулярный подход в наноэлектронике......2704.6.2. Молекулярные транзисторы и элементы логики......2714.6.3. Молекулярная память......281Контрольные вопросы к разделу 4.6......285Литература к разделу 4.6......2854.7. Политроника......2854.7.1. Органические транзисторы......2864.7.2. Органические светоизлучающие диоды......2904.7.3. Нанопроводники......2954.7.4. Вычислители на основе ДНК......2974.7.5. Эластичная электроника......302Контрольные вопросы к разделу 4.7......303Литература к разделу 4.7......3034.8. Нанофотоника......3034.8.1. Структуры с пониженной размерностью......3034.8.2. Устройства на фотонных кристаллах......3074.8.3. Фотонные транзисторы......3134.8.4. Лазерные наноструктуры......3164.8.5. Волоконные лазеры......319Контрольные вопросы к разделу 4.8......321Литература к разделу 4.8......3214.9. Наноплазмоника......3214.9.1. Кванты плазмы твердых тел......3214.9.2. Спазер — лазер на плазмонах......3244.9.3. Однофотонный транзистор......3264.9.4. Интегральные схемы на плазмонах......327Контрольные вопросы к разделу 4.9......328Литература к разделу 4.9......3294.10. Мемристорная электроника......3294.10.1. Мемристор и его свойства......3294.10.2. Кроссбар-архитектура......3324.10.3. Наноэлектронные устройства памяти......334Контрольные вопросы к разделу 4.10......336Литература к разделу 4.10......337Предметный указатель......338