Форма обучения:
дистанционная
Стоимость самостоятельного обучения:
бесплатно
Доступ:
свободный
Документ об окончании:
 
Уровень:
Для всех
Длительность:
20:10:00
Студентов:
381
Выпускников:
6
Из огромного объема информации – десятков тысяч публикаций, посвященных наноэлектронной элементной базе информатики (далее НЭБИ) за последние 15-20 лет, – авторами отобрано, систематизировано и структурировано только самое существенное.
В курсе описаны принципы работы современных средств наблюдения нанообъектов, описаны качественные изменения свойств элементов при переходе к наноразмерам. Дано описание НЭБИ на основе полупроводников и ряд лекций посвящен вопросам НЭБИ на основе ферромагнетиков.
Специальности: Разработчик аппаратуры
ISBN: 978-5-9556-0167-0
 

План занятий

Занятие
Заголовок <<
Дата изучения
Лекция 1
1 час 16 минут
Что такое "Наноэлектронная элементная база информатики"? Как "увидеть" наноразмерные элементы?
Цель лекции: уточнить предмет изучения и понятие "наноразмерные структурные элементы". Объяснить принципы наноскопии, в частности принципы работы растровых электронных микроскопов, сканирующего туннельного микроскопа, атомно-силовых микроскопов, сканирующих оптических микроскопов ближнего поля, позволяющих "видеть" и исследовать наноразмерные объекты. Дать представление о нанометрологии.
-
Тест 1
21 минута
-
Лекция 2
1 час 28 минут
От микроэлектронной технологии к наноэлектронной
Цель лекции: объяснить, как формируют наноразмерные элементы, как постепенно произошел переход от микроэлектронной технологии к наноэлектронной. Ознакомить студентов с основными технологическими процессами наноэлектроники, в частности, с основными современными технологиями наноструктурирования и нанесения слоев нанометровой толщины. Объяснить физико-химические принципы, лежащие в их основе, ознакомить с конструкцией соответствующих технологических комплексов.
-
Тест 2
24 минуты
-
Лекция 3
1 час 35 минут
Качественные изменения свойств при переходе к наноразмерным элементам
Цель лекции: показать, что при переходе от микроэлектронной элементной базы информатики к наноэлектронной при некоторых критических размерах наблюдаются качественные изменения свойств элементов. Объяснить понятия квантовой плоскости, квантовой линии, квантовой точки, описать их свойства. Ознакомить студентов с основными классическими и квантовыми размерными эффектами, с явлениями одноэлектронного и резонансного туннелирования, квантовой интерференции, квантового эффекта Холла.
-
Лекция 4
58 минут
Одноэлектроника – одна из новых концепций построения НЭБИ
Цель лекции: ознакомить студентов с перечнем новых концепций построения НЭБИ и более детально остановиться на одной из таких новых концепций, которую называют "одноэлектроникой". Объяснить устройство, принципы работы и возможности одноэлектронных транзисторов, схемотехнику одноэлектронных логических схем на таких транзисторах. Объяснить устройство одноэлектронных клеточных автоматов, принципы организации и возможности логических сетей и матричных блоков памяти из таких автоматов. Показать, что классические одноэлектронные клеточные автоматы существенно отличаются от квантовых, и поэтому их надо различать и в терминологии.
-
Лекция 5
1 час 20 минут
Наноэлектронная элементная база информатики на кремниевых КМДП транзисторах
Цель лекции: напомнить принципы построения кремниевой КМДП логики и ее преимущества. Показать, что переход этой элементной базы путем поэтапного масштабирования в область нанометровых размеров был ожидаемым и закономерным. Объяснить основные проблемы, возникшие в ходе совершенствования наноэлектронной кремниевой элементной базы, и пути их решения. Показать также, каким образом освоение наноэлектронной технологии позволило существенно улучшить характеристики фоточувствительных КМДП матриц и расширить область их применения.
Оглавление
-
Тест 5
24 минуты
-
Лекция 6
1 час 26 минут
Наноэлектронные устройства памяти на кремниевых КМДП транзисторах
Цель лекции: Объяснить принципы построения и функционирования основных вариантов наноэлектронных устройств КМДП оперативной и энергонезависимой памяти на кремнии. Ознакомить с достижениями в этой области. Показать возможность и перспективность применения матриц энергонезависимой памяти в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС).
-
Тест 6
24 минуты
-
Лекция 7
1 час 10 минут
Наноэлектронные специализированные элементы и системы на кристалле
Цель лекции: Объяснить принципы построения и функционирования наноэлектронных АЦП, химически чувствительных полевых транзисторов, чувствительных элементов на нанокантилеверах, кремниевых сенсоров давления, микроэлектромеханических акселерометров и гироскопов, микрофлюидных кремниевых чипов, "лабораторий на чипе". Показать, что все они могут формироваться на кремнии в едином технологическом процессе, который на наноэлектронном этапе развития позволил создавать на одном кристалле интегрированные, функционально завершенные системы информатики и телеавтоматики.
-
Лекция 8
1 час 7 минут
Наноэлектронная элементная база информатики на полупроводниках группы А_ІІІВ_V. Гетеротранзисторы
Цель лекции: Объяснить принципы построения и функционирование сверхбыстродействующих биполярных и полевых гетеротранзисторов на полупроводниках группы АІІІВV и их новых вариантов с использованием резонансного туннелирования и на "горячих" электронах.
-
Лекция 9
57 минут
Наноэлектронная элементная база информатики на полупроводниках группы АІІІВV. Устройства на ПАВ. Светодиоды. Лазерные диоды
Цель лекции: Ознакомить студентов с областями применения гетеротранзисторов. Объяснить принципы построения и функционирования сверхбыстродействующих схем на поверхностных акустических волнах (ПАВ), высокоэффективных светодиодов и лазерных диодов. Ознакомить с областями их применения.
-
Лекция 10
58 минут
"Наноэлектронный" этап развития накопителей информации на магнитных дисках
Цель лекции: Напомнить принципы работы накопителей информации на магнитных дисках, ознакомить с динамикой роста плотности записи информации в них и с основными проблемами, возникшими на "наноэлектронном" этапе развития. Объяснить физическую суть гигантского, туннельного и колоссального магниторезистивных эффектов и принципы построения на их основе новых магниторезистивных считывающих головок.
-
Лекция 11
52 минуты
Новейшие наноразмерные технологии записи на магнитные диски. Магниторезистивная память
Цель лекции: Ознакомить студентов с новейшими технологиями записи информации на магнитный диск и с их возможностями. Объяснить принципы построения и функционирования устройств магниторезистивной наноэлектронной оперативной памяти, указать на ее преимущества над другими видами оперативной памяти и над флеш-памятью.
-
Тест 11
21 минута
-
Лекция 12
1 час 26 минут
Основы спинтроники
Цель лекции: Ознакомить студентов с новыми понятиями спин-поляризованного электрического тока и спин-тока, спиндвижущей силы. Объяснить принципы функционирования многих известных элементов спинтроники и способы построения спинтронных схем. Раскрыть физическую сущность метода спин-транспортного перемагничивания, привести примеры его применения. Ознакомить с процессами, происходящими в контактах ферромагнетика с нормальным металлом и с полупроводником, ознакомить с классом ферромагнитных полупроводников, перспективных для дальнейшего развития спинтроники.
Оглавление
-
Тест 12
24 минуты
-
Лекция 13
1 час 16 минут
Память c иcпользованием СТП и спинтронные логические схемы
Цель лекции: Ознакомить студентов с магниторезистивной памятью 2-го поколения, с трековой памятью и со спинтронными логическими схемами 1-го и 2-го поколений, со спинтронным аналогом нейрона.
-
Тест 13
24 минуты
-
1 час 40 минут
-
Ольга Клюева
Ольга Клюева

Некорректно сформулированные задания. Нужна помощь в выполнении

Ойбек Вайдуллоев
Ойбек Вайдуллоев
Россия, Архангельск, САФУ
Дмитрий Кифель
Дмитрий Кифель
Казахстан, Темиртау