基于神经网络的纳米MOSFET载流子密度量子更正

为了处理纳米MOSFET载流子分布的量子效应,提出了基于Levenberg-Marquardt BP神经网络的量子更正模型,通过载流子的经典密度计算其量子密度,并对拥有不同隐层数和隐层神经元数的神经网络的训练速度和精度进行了研究.结果表明:含有2个隐层的神经网络具有高的训练速度和精度,但隐层神经元数对速度和精度的影响并不明显;对于单栅和双栅纳米MOSFET,其载流子量子密度可以通过神经网络进行快速计算,其结果与Schrodinger-Poisson方程的吻合程度很高.     

基于神经网络的纳米MOSFET反型层载流子密度量子更正

文章提出了基于Levenberg—Marquardt BP神经网络的MOSFET反型层载流子密度量子更正模型．对于较大氧化层厚度范围、Si层厚度范围、栅压范围和掺杂浓度范围的单栅以及双MOSFET．Si反型层备点的载流子量子密度都可以通过经典载流子密度进行快速预测，预测结果与Schrodinger—Poisson程的平均相对误差不超过5％。     

基于神经网络的纳米MOSFET量子更正

提出了基于Levenberg-MarquardtBP神经网络的纳米MOSFET量子更正模型,并对拥有不同隐层、不同隐层神经元数的网络的训练精度和速度进行了研究对比。结果表明,包含2个隐层的网络可以获得高的训练速度和精度。该模型可用于快速预测纳米MOSFETSi层各点载流子量子密度,并对其电容及漏电流进行量子更正,其结果与Schrdinger-Poisson方程的吻合度很高。     

纳米级MOSFET隧穿栅电流量子模型

运用一种全量子模型,研究高k栅介质纳米MOSFET(场效应管)栅电流,特别适用于各种材料高k栅介质和高k叠栅介质纳米MOSFET。使用该方法,研究了高k栅介质中氮含量等元素对栅极电流的影响,并对模拟结果进行了分析比较。结果显示,为了最大限度减少MOS器件的栅泄漏电流,需要优化介质中的氮含量。通过对比表明,模型与实验结果符合。     

纳米MOS器件的设计模型

几十年来,MOS器件一直遵循摩尔定律不断发展,对于缩小到纳米尺度的MOS器件,量子效应更加突出。研究纳米尺度MOS器件的物理问题,以及适用于纳米MOS器件的设计已成为当前微电子领域重要研究内容。本文简要介绍和评述了纳米MOS器件的设计模型．并对基于非平衡态格林函数以及薛定谔方程和泊松方程自洽解的器件模型应用进行了举例说明。     

Comparative Study of Energy Quantization Approaches in Nanoscale MOSFETs

An analytical model has been developed to study inversion layer quantization in the ultra thin oxide MOS(metal oxide semiconductor)structures using variation and triangular well approaches.Accurate modeling of the inversion charge density using the continuous surface potential equations has been done.No approximation has been taken to model the inversion layer quantization process.The results show that the variation approach describes inversion layer quantization process accurately as it matches well with the BSIM 5(Berkeley short channel insulated gate field effect transistor model 5)results more closely compared with triangular well approach.     

检测静电电荷密度的实现

本文介绍了利用单片机来实现检测静电密度的原理和设计方法，在应用中表明，该电路的测量范围为：0-100μ C/m^3，获得良好的效果。     

基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议

在小型量子网络中采用量子隐形传态通信从物理机制上保证通信信息的绝对安全,但是由于量子信道存在噪声,干扰信息的正确性从而产生误码。为保证通信信息的可靠性,本文提出基于量子纠错码的小型量子网络路由通信协议。根据小型量子网络的路由特点构建路由表;依据路由表实现源量子节点到一跳、两跳目的量子节点的量子隐形传态;利用量子纠错码纠正因噪声产生的误码信息;对该协议的安全性进行理论证明。     

电荷离散化时介观电子谐振腔的量子线路方程与量子电流

基于电荷的离散性,运用最小平移算符的性质,研究介观电子谐振腔中量子电流的性质,给出量子Kirchhoff方程、量子电流关系式以及电流的量子涨落.结果表明,基于电荷量子化的事实,谐振腔中电荷具有量子振荡行为,量子电流关系及其量子涨落分别与电荷量子、Planck常数等有关,大小决定于体系的自感参量.     

纳米双栅MOS器件的二维量子模拟

利用非平衡格林函数法处理开放边界条件的薛定谔方程,与泊松方程自洽求解,在实空间实现了对纳米量级双栅MOS器件的二维量子模拟。与模空间法的仿真效率及模拟结果进行了比较,对栅极漏电流受栅介质、栅与源漏交叠、栅氧层厚度的影响进行了研究。     

纳米双栅MOSFET栅极漏电流的二维量子模拟(英文)

基于非平衡格林函数(NEGF)的量子输运理论框架,对双栅MOSFET进行了二维实空间数值模拟。在对表征载流子电势的泊松方程自洽求解后,感兴趣的物理量(如亚阈值摆幅、漏致势垒下降、载流子密度、电流密度等)可以被求得,观察了由栅极注入效应导致的二维电荷分布,并对不同电介质材料对栅极漏电流的影响进行了研究。此外,还通过调整电介质参数并进行比较的方法,研究了电介质的有效质量、介电常数、导带偏移对栅极漏电流的影响。该模拟方法为双栅MOSFET中载流子自栅极的注入提供了良好的物理图景,对器件特性的分析和比较有助于栅氧层高k电介质材料的选取。     

量子点分布误差对镜像电荷自动元胞机的影响

研究了量子点分布的误差对镜像电荷量子元胞自动机(QCA)的影响. 镜像电荷QCA每个元胞中的四个量子点是被严格限制在正方形元胞的四个角上的，考虑到现有的量子点生长技术，量子点偏离理想位置的情况是不可避免的. 模拟了在正态分布误差存在时镜像电荷QCA的工作情况，并估算了在较小的介电常数下镜像电荷QCA可能达到的最高工作温度. 仿真结果表明正态分布标准差sigma小于0.1时，镜像电荷QCA可以正常工作，同时缩小QCA的元胞尺寸可以使镜像电荷QCA的最高工作温度达到室温以上.     

考虑二维量子力学效应的MOSFET解析电荷模型

在亚 5 0 nm的 MOSFET中 ,沿沟道方向上的量子力学效应对器件特性有很大的影响。基于 WKB理论 ,考虑MOSFET中该效应对垂直沟道方向上能级的影响 ,引入了其对于阈电压的修正。在此基础上 ,对沟道方向的子带作了抛物线近似 ,从而建立了一个考虑二维量子力学的电荷解析模型。根据该模型 ,得到二维量子力学修正和沟道长度以及其他工艺参数的关系。与数值模拟结果的比较表明 ,该解析模型的精度令人满意 ,并且得出以下结论 :二维量子力学效应使阈电压下降 ,并且在亚 5 0 nm的 MOSFET中 ,这个修正不可忽略。     

Quantum mechanical compact modeling of symmetric double-gate MOSFETs using variational approach

A physics-based analytical model for symmetrically biased double-gate (DG) MOSFETs considering quantum mechanical effects is proposed. Schrödinger's and Poisson's equations are solved simultaneously using a variational approach. Solving the Poisson and Schrödinger equations simultaneously reveals quantum mechanical effects (QME) that influence the performance of DG MOSFETs. The inversion charge and electrical potential distributions perpendicular to the channel are expressed in closed forms. We systematically evaluated and analyzed the potentials and inversion charges, taking QME into consideration, in Si based double gate devices. The effect of silicon thickness variation in inversion-layer charge and potentials are quantitatively defined. The analytical solutions provide good physical insight into the quantization caused by quantum confinement under various gate biases.     

Multiple Quantum States Induced in 1T-TaSe2 by Controlling the Stacking Order of Charge Density Waves

Van der Waals (vdW) materials afford unprecedented opportunities for control of electronic properties by utilizing the stacking degree of freedom. An intriguing frontier, largely unexplored, is the stacking of charge density wave (CDW) phases that is a broken-symmetry state with periodically modulated charge density and the atomic lattice. Employing density functional theory, it is uncovered that the stacking order can play a significant role in the quantum phase transitions of layered 1T-TaSe₂ with a striking 2D CDW order. By controlling the vertical stacking order of CDWs, bulk 1T-TaSe₂ can host various electronic phases including quasi-1D and 3D metals and band insulators. Particularly, the ground-state stacking configuration shows 3D metallicity due to the enhanced intralayer and interlayer electron hopping, and the second lowest energy configuration shows band insulating behavior via interlayer dimerization, implying potential metal-insulator transition. In ultrathin-layer 1T-TaSe₂, not only the stacking order but also the thickness dictate the electronic properties. While the monolayer is a Mott insulator, the bilayer (trilayer) is a band insulator (metal). More interestingly, the four-layer emerges as an insulator or a semimetal dependent on its stacking order. The wide-tunable electronic properties of 1T-TaSe₂ CDW compound will open a new pathway for designing novel quantum devices.     

一种量子竞争学习算法

量子计算（Quantum Computation）以其独特的性能引起广泛瞩目。本文尝试将量子计算与传统的神经计算结合起来，通过设计若干个量子算子来构造Hamming神经网络的量子对照物，从而提出一种量子竞争学习算法（Quantum Competitive Learning Algorithm,QCLA），它能够实现模式分类和联想记忆。     

不同自旋量子相干的密度矩阵计算

本文利用密度矩阵的对称共轭性,提出一个在弱相互作用下,方便地计算量子相干的方法。首先推导出纯体系的各种公式,然后计算不同自旋四种混合体系的各种量子相干。获得了它们的数目的比值以及它们的总和。推导出混合体系的各种公式。除理论计算外,还扼要地讨论这一研究结果的意义。     

一种新的MOS结构量子化效应修正模型

从载流子在 MOS结构反型层内的经典分布和量子化后的子带结构出发 ,提出了经典的和量子化的表面有效态密度 (SL EDOS:Surface layer effective density- of- states)的概念。利用表面有效态密度的概念建立了经典理论框架和量子力学框架内的电荷分布模型。该模型包含了强反型区表面电势的变化对载流子浓度的影响 ,具有很高的计算效率和稳定性。在模型基础上 ,研究了量子化效应对反型层载流子浓度和表面电势的影响。     

超导电荷量子比特系统中几何量子失协和稠密编码的研究

研究了由约瑟夫森大结耦合的两个超导电荷量子比特模型中的几何量子失协和稠密编码信道容量。讨论了初始平均光子数、相对相位和两电荷量子比特间振幅对几何量子失协和稠密编码信道容量的影响。结果表明,初始平均光子数、相对相位和两电荷量子比特间振幅在几何量子失协及稠密编码信道容量的动力学演化过程中扮演了一个非常重要的角色,特别有意义的是可以通过调控相对相位来提高稠密编码信道容量的值。     

整数自旋量子相干的密度矩阵计算

本文计算量子数为整数的纯体系与混合体系的各种量子相干。推导出密度矩阵的阶数、鼻子相干数目的总和、最高量子数等公式。本文利用体系的每一个能级的总本征态,可由体系中每个核的有关的本征态叠加而成这一性质,使原有计算手续大为简化。这种方法在大自旋量子数及多核的复杂体系的计算中,更显示出它的优越性。