纳尺度电路的数学建模及模拟

随着微电子器件逐步趋于极限，人们对各种纳米器件（如碳纳米管、硅基纳米器件及自组装单分子元器件）及其电路的构建开展了大量的研究。然而，由于电子在纳尺度下呈现出明显的量子特性，所以传统电路设计中使用的物理参数（如电阻、电容、电感等）已不能用来准确地描述纳米器件与电路的相关性质，而需要使用新的物理参数。因此，本项目采用物理参数－散射矩阵（S矩阵）来表征该尺度下元器件的基本物理特征，这些S矩阵可以作为纳米电路整体设计中相应元器件的基本参数。本项目将以几种有特色的碳纳米管元器件以及硅基纳米元器件为研究对象，计算出基于电子波动性质的器件参数－散射矩阵，并建立相应的数据库。在此基础上充分考虑元器件之间的量子相干性对整体电路的影响，建立几种具有基本逻辑功能的纳尺度电路模型（所谓纳尺度是指元器件及电路的尺寸与体系量子相干长度可比拟）。同时，编制适用于纳尺度电路设计的初步仿真软件。