Izobraževalni cilji in predvideni študijski rezultati

Cilj predmeta je usvojiti definicije in koncepte, se seznaniti s smermi razvoja in raziskav na področju nanoelektronike ter spoznati karakteristike že raziskanih struktur, elementov in sistemov. Pridobljeno znanje bo študentu omogočilo lažje uvajanje v široko interdisciplinarno področje nanoelektronike in nanotehnologij.

Vsebina

Definicije nanoelektronike in nanotehnologij. Obeti na področju nanoznanosti. Klasični in kvantni delci in valovanja. Prosti in ujeti elektroni. Coulombova blokada. Kvantne pike, jame in žice. Tuneliranje, tunelski spoji in elementi na osnovi tuneliranja. Oblikovanje od zgoraj navzdol in od spodaj navzgor. Skaliranje in lastnosti klasičnih elementov pri mejnih dimenzijah. Hitri elementi na osnovi kvantnih učinkov in superrešetk. Kvantni tranzistorji in integrirani sklopi s tankoplastnimi heterospojnimi strukturami. Enoelektronski tranzistor. Postopki izdelave nanostruktur. Samosestavljanje. Molekularna nanoelektronika. Novi modeli stikal in pomnilnikov. Arhitektura nanoelektronskih vezij. Arhitektura nanoračunalnikov. Magnetne, optične in elektronske lastnosti nanodelcev. Nanoprevodniki. Transportne lastnosti polprevodniških nanostruktur. Balistični transport. Nanomagnetika in spintronika. Nanofotonika. Polimerna elektronika. Organski aktivni in pasivni elementi in vezja. Ogljikove nanocevke in nanožice. Zgradba in lastnosti ogljikovih nanocevk. Elektronske, optoelektronske, magnetne, kemijske in termoelektrične lastnosti ogljikovih nanocevk. Elektronski elementi in vezja na osnovi nanocevk. Kemijski in biološki nanosenzorji. Nano in mikronaprave. Modeliranje in simulacija kvantnih in nano sistemov.

Literatura

• William A. Goddard, Donald W. Brenner, Sergey Edward Lyshevski, Gerald J. Iafrate, Nanoscience, Engineering, and Technology, CRC Press LLC, 2003.
• Paul Harrison, Quantum Wells, Wires and Dots, Theoretical and Computational Physics of Semiconductor Nanostructures, John Wiley & Sons, Ltd, 2005.
• Edward L. Wolf, Nanophysics and Nanotechnology, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004.
• M. Meyyappan, Carbon Nanotubes, Science and Applications, CRC Press LLC, 2005.
• George W. Hanson, Fundamentals of  Nanoelectronics, Pearson Prentice Hall, 2008.
• H.-S. Philip Wong, Deji Akinwande, Carbon Nanotube and Graphene Device Physics, Cambridge University Press, 2011.