Олимпиада Наноэлектроника-10: темы ТЗ, ТЗ - творческое задание (реферат)

[VAL]

Национальный исследовательский ядерный университет - МИФИ
Олимпиада «Наноэлектроника»

Заочный этап олимпиады Наноэлектроника

Внимательно ознакомьтесь с нижеперечисленными темами творческих заданий или рефератов и выберите наиболее интересную для Вас. Каждый участник может выполнить только одно творческое задание (в случае выполнения одним участником нескольких заданий оргкомитет рассматривает только одну работу по своему выбору). Подготовка и оформление заданий осуществляется участниками на своих компьютерах. Оргкомитет не приветствует копирование текстов из Википедии или других источников информации. Все источники информации должны быть явным образом указаны в конце ра-боты.

Работа должна быть оформлена в формате Word 97-2003, хорошо отформатирована и не содер-жать орфографических ошибок. Объем работы – не более 20 страниц с иллюстрациями (шрифт Times New Roman, 12 pt, 1,5 интервала). Работа вместе с учетной карточкой участника олимпиады (стр. 4 настоящего файла) должна быть выслана одним файлом в адрес оргкомитета
nano-e@mephi.ru

Срок представления работ – до 1 марта 2010 г. Работы, полученные после 1 марта 2010 г., не рассмат-риваются.

Темы творческих заданий или рефератов

1. Мемристор. В 2008 году сотрудниками компании HP был практически реализован 4-ый базовый пас-сивный элемент электронных цепей, который считался недостающим звеном фундаментального семей-ства, включавшего к тому времени резистор, конденсатор и катушку индуктивности. Теоретически су-ществование 4-го базового элемента семейства было предсказано в 1971 году Леоном Чуа, который на-звал его мемристором. Предполагают, что он может существенно изменить существующую электрони-ку. На основе имеющихся литературных источников, предлагается рассмотреть следующие вопросы: свойства мемристора, связь нанотехнологий с особенностями его практической реализации и перспек-тивы применения этого элемента.

2. Умная пыль. Уже более десятилетия в исследовательских центрах многих стран разрабатываются, исследуются и уже активно применяются технологии распределенного сбора, обработки и передачи данных, основанные на использовании т.н. «умной пыли» (smart dust). Предлагается составить обзор литературы, а также, возможно, изложить свои взгляды на перспективы применения наноэлектроники в элементах, составляющих «умную пыль».

3. Фотоприемные устройства инфракрасного (ИК) диапазона на квантовых ямах (наногетероструктуры). При контакте полупроводников с различной шириной запрещенной зоны образуется гетеро-переход. Если с двух сторон от полупроводника с узкой запрещенной зоной (например GaAs) помес-тить полупроводник с широкой запрещенной зоной (например GaAlAs), т.е. сделать два гетероперехо-да, то между ними энергия электронов в зоне проводимости будет меньше, чем снаружи от гетеропере-ходов. То есть в узкозонном полупроводнике возникает потенциальная яма для электронов. Если тол-щина слоя этого полупроводника мала (составляет единицы нанометров), то энергия электронов в по-тенциальной яме не может изменяться непрерывно, а может принимать только определенные дискрет-ные значения (уровни энергии). В этом случае говорят, что энергия электрона квантуется, а потенци-альную яму называют квантовой ямой. Электрон, находящийся на нижнем энергетическом уровне, мо-жет взаимодействовать с фотоном, который передает ему свою энергию. При этом электрон переходит на верхний энергетический уровень, а фотон исчезает (происходит поглощение света). Этот процесс, как правило, приводит к изменению сопротивления полупроводника, и используется для обнаружения оптического излучения. Следовательно, такой прибор может быть фотоприемником. Известные в на-стоящее время сочетания полупроводниковых материалов, пригодные для создания квантовых ям, по-зволяют создавать фотоприемники на квантовых ямах, способные регистрировать оптическое излуче-ние ИК диапазона. Такие устройства имеют свои преимущества и недостатки. Предлагается провести сравнительный анализ фотоприемных устройств ИК диапазона на квантовых ямах с другими типами ИК фотоприемных устройств.

4. МОП транзистор. Одни из базовых элементов современной и будущей наноэлектроники является МОП транзистор (металл-окисел-полупроводник). Предлагается рассмотреть круг вопросов, связанных с этим транзистором. Почему МОП транзистор занял доминирующее положение в наноэлектронике? Как он работает? Как используется в цифровой технике? Как строится логика? Каковы современные и будущие конфигурации МОП транзисторов?

5. Технология формирования наноструктур. Наноразмерные приборы (например, приборы с кванто-ванием спектра электронов, одноэлектронные транзисторы и др.) характеризуются рядом уникальных свойств. Они могут усиливать и преобразовывать очень слабые сигналы, иметь крайне низкое энергопо-требление. Получение наноразмерных элементов требует разработки новых методов формирования ри-сунков (методов литографии) Этими методами могут быть экстремальная ультрафиолетовая литогра-фия, а так же методы зондовой литографии, в которых происходит локальная экспозиция электронного резиста. Методом зонной литографии могут быть сканирующая туннельная литография и сканирующая атомно-силовая литография. Предлагается провести сравнительный анализ перечисленных технологий формирования наноструктур.

6. Транзисторные элементы электронных схем как основа развития микро- и наноэлектроники. Изобретения полевых и биполярных транзисторов, разработка физических и технологических основ их реализации в дискретном виде и в составе интегральных полупроводниковых микросхем являются важ-ными этапами развития научно-технического прогресса второй половины ХХ века, которые явились ос-новополагающими для микро- и наноэлектроники. Благодаря этим событиям за последние 50 лет суще-ственно изменился облик электронной техники, характеристики элементов которой приблизились к своим предельным возможностям, что позволяет сегодня создавать уникальные микро- и наноприборы и системы для различных областей человеческой деятельности. Предлагается провести исторический анализ развития технологий создания транзисторных элементов и обсудить их роль в развитии микро- и наноэлектроники.

Председатель методической комиссии

Официальная публикация ЗДЕСЬ!

[VAL]

Кто из студентов курса КП-10 хотел бы взять тему из списка ТЗ олимпиады для школьников?

ЗЫ. Каждое ТЗ имеет комментарий от одного из преподавателей родной кафедры, с которыми студентам еще придется столкнуться в ходе учебного процесса. очень интересно сравнить, наксколько будут рефераты студентов отличаться от работ школьников по глубине содержания и оформлению.