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內容簡介

　　本書概述現(xiàn)代CMOS晶體管的技術發(fā)展，提出新的設計方法來改善晶體管性能存在的局限性。本書共四部分。一部分回顧了芯片設計的注意事項并且基準化了許多替代性的開關器件，重點論述了具有更陡峭亞閾值擺幅的器件。第二部分涵蓋了利用量子力學隧道效應作為開關原理來實現(xiàn)更陡峭亞閾值擺幅的各種器件設計。第三部分涵蓋了利用替代方法實現(xiàn)更高效開關性能的器件。第四部分涵蓋了利用磁效應或電子自旋攜帶信息的器件。本書適合作為電子信息類專業(yè)與工程等專業(yè)的教材，也可作為相關專業(yè)人士的參考書。

作者簡介

　　作者：（美）劉金作者：科林·庫恩譯者：雷鑑銘劉金（Tsu—Jae King Liu）IEEE會士，加州大學伯克利分校電氣工程與計算機科學系微電子專業(yè)TSMC杰出教授。FinFE了的聯(lián)合發(fā)明者，獲得了IEEEKiyo Tomiyasu獎（2010）、電化學學會Thomas D．Callinan獎（2011）和半導體行業(yè)協(xié)會（SIA）大學研究員獎（2014）。科林·庫恩（Kelin Kuhn）IEEE會士，康奈爾大學Mary Upson客座教授，曾經擔任Intel公司研究員及工藝與制造小組先進器件技術的主管，負責新器件結構的研究。她曾獲得兩項Intel成就獎，同時獲得IEEE Paul Rappaport獎（2013）。

圖書目錄

Contents目　錄
譯者序
前言
第一部分　CMOS電路和工藝限制
第1章　CMOS數(shù)字電路的能效限制2
　1.1　概述2
　1.2　數(shù)字電路中的能量性能折中3
　1.3　能效設計技術6
　1.4　能量限制和總結8
　參考文獻9
第2章　先導工藝晶體管等比例縮放：特大規(guī)模領域可替代器件結構10
　2.1　引言10
　2.2　可替代器件結構10
　2.3　總結22
　參考文獻23
第3章　基準化特大規(guī)模領域可替代器件結構30
　3.1　引言30
　3.2　可替代器件等比例縮放潛力30
　3.3　可比器件的縮放潛力33
　3.4　評價指標35
　3.5　基準測試結果37
　3.6　總結38
　參考文獻39
第4章　帶負電容的擴展CMOS44
　4.1　引言44
　4.2　直觀展示45
　4.3　理論體系47
　4.4　實驗工作51
　4.5　負電容晶體管54
　4.6　總結56
　致謝57
　參考文獻57
第二部分　隧道器件
第5章　設計低壓高電流隧穿晶體管62
　5.1　引言62
　5.2　隧穿勢壘厚度調制陡峭度63
　5.3　能量濾波切換機制65
　5.4　測量電子輸運帶邊陡度66
　5.5　空間非均勻性校正68
　5.6　pn結維度68
　5.7　建立一個完整的隧穿場效應晶體管80
　5.8　柵極效率最大化84
　5.9　避免其他的設計問題88
　5.10　總結88
　致謝89
　參考文獻89
第6章　隧道晶體管92
　6.1　引言92
　6.2　隧道晶體管概述93
　6.3　材料與摻雜的折中95
　6.4　幾何尺寸因素和柵極靜電99
　6.5　非理想性103
　6.6　實驗結果106
　6.7　總結108
　致謝108
　參考文獻108
第7章　石墨烯和二維晶體隧道晶體管115
　7.1　什么是低功耗開關115
　7.2　二維晶體材料和器件的概述116
　7.3　碳納米管和石墨烯納米帶116
　7.4　原子級薄體晶體管124
　7.5　層間隧穿晶體管130
　7.6　內部電荷與電壓增益陡峭器件137
　7.7　總結137
　參考文獻137
第8章　雙層偽自旋場效應晶體管…140
　8.1　引言140
　8.2　概述141
　8.3　基礎物理145
　8.4　BiSFET設計和集約模型152
　8.5　BiSFET邏輯電路和仿真結果157
　8.6　工藝161
　8.7　總結162
　致謝163
　參考文獻163
第三部分　可替代場效應器件
第9章　關于相關氧化物中金屬絕緣體轉變與相位突變的計算與學習166
　9.1　引言166
　9.2　二氧化釩中的金屬絕緣體轉變168
　9.3　相變場效應器件172
　9.4　相變兩端器件178
　9.5　神經電路181
　9.6　總結182
　參考文獻182
第10章　壓電晶體管187
　10.1　概述187
　10.2　工作方式188
　10.3　PET材料的物理特性190
　10.4　PET動力學193
　10.5　材料與器件制造200
　10.6　性能評價203
　10.7　討論205
　致謝206
　參考文獻206
第11章　機械開關209
　11.1　引言209
　11.2　繼電器結構和操作210
　11.3　繼電器工藝技術214
　11.4　數(shù)字邏輯用繼電器設計優(yōu)化220
　11.5　繼電器組合邏輯電路227
　11.6　繼電器等比例縮放展望232
　參考文獻234
第四部分　自旋器件
第12章　納米磁邏輯：從磁有序到磁計算240
　12.1　引言與動機240
　12.2　作為二進制開關單元的單域納米磁體242
　12.3　耦合納米磁體特性244
　12.4　工程耦合：邏輯門與級聯(lián)門246
　12.5　磁有序中的錯誤248
　12.6　控制磁有序：同步納米磁體250
　12.7　NML計算系統(tǒng)252
　12.8　垂直磁介質中的納米磁體邏輯255
　12.9　兩個關于電路的案例研究259
　12.10　NML電路建模260
　12.11　展望：NML電路的未來261
　致謝261
　參考文獻262
第13章　自旋轉矩多數(shù)邏輯門邏輯267
　13.1　引言267
　13.2　面內磁化的SMG268
　13.3　仿真模型270
　13.4　面內磁化開關的模式272
　13.5　垂直磁化SMG276
　13.6　垂直磁化開關模式278
　13.7　總結283
　參考文獻284
第14章　自旋波相位邏輯286
　14.1　引言286
　14.2　自旋波的計算287
　14.3　實驗驗證的自旋波元件及器件287
　14.4　相位邏輯器件290
　14.5　自旋波邏輯電路與結構292
　14.6　與CMOS的比較297
　14.7　總結299
　參考文獻300
第五部分　關于互連的思考
第15章　互連304
　15.1　引言304
　15.2　互連問題305
　15.3　新興的電荷器件技術的互連選項307
　15.4　自旋電路中的互連思考312
　15.5　自旋弛豫機制315
　15.6　自旋注入與輸運效率318
　15.7　電氣互連與半導體自旋電子互連的比較320
　15.8　總結與展望324
　參考文獻324