Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 130
Текст из файла (страница 130)
Стало очевидным, что наличие домена можно рассматривать как логическую единицу, а его отсутствие как логический ноль. Родилась новая электронная память, появилась возможность создавать логические схемы на новом принципе. Сотрудники Вей ЕаЬогагог!ез задумались над возможностью создания полупроводниковых электронных устройств на динамических неоднородностях, которые могли бы перемешаться в полупроводнике и переносить заряд подобно тому, как переносят логические единицы лзагнитные цилиндрические домены.
В !970 году В. С. Ьойл и дж. Е. Смит разРаботали приборы с зарядовой связью (ПЗС). Принцип зарядовой связи позволял хранить носители в областях нли потенциальных ямах под электродами, в которых тип проводиМостн носителей отличался от тина проводимости подложки. 11утем подачи соответствующих импульсов на электроды носители или зарядовые пакеты можно было переме- бгО Часть йт. Функциональная электронике щать в любом направлении, где расположены электроды. Электроды отделялись друг от друга узкими зазорами, что позволяла сохранить взаимовлияние электрических полей соседних элементов.
Первоначально аналогичные структуры были реализованы на бипо лярных, а затем на МДП-транзисторах. Они получили название "пожарные цепочки", Э,о изобретение открыло возможность создать ЗУ с неслыханной по тем временам пяоз. пастью упаковки элементов. Были разработаны униказьные по своим свойствам линци задержки сигналов, рекурсивные и трансверсальные фильтры, процессоры аналоговых сигналов. Однако основное применение ПЗС-приборы нашяи в устройствах полученця и обработки изображений.
К концу прошлого века благодаря открытиям в разных областях электроники стало цз. вестно о множестве видов динамических неоднородностей различной физической при. роды. Ну а что солитон Рассела? Он распазся, стал многоликим, Каждый имеет свое лицо, ха. рактерное для физической природы, каждый имеет родственников па математической линии. К одномерным солитонам относят классические уединенные волны в жидкостях, доменные стенки в ферромагнетиках, оптические солитоны, моды коллективной проводимости в органических полупроводниках, кванты магнитного потока в сверхпроводниках, ионнозвуковые и ленгмюровские солитоны в плазме и т. п.
К двумерным и многомерным солитонам следует отнести дислокации в жидких кристаллах, вихревые структуры в тонком слое сверхтекучей жидкости, вихри Абрикосова в сверхправодниках 2-го рода, канаты самофокуснровкн в нелинейной оптике и т. и. Решая различные уравнения для солитонов, математики породили кинки, бризеры, скирмионы, лампы., Теперь осталось лишь найти их реальное воплощение, гто и является задачей физиков-исследователей. В конце семидесятых годов группа отечественных исследователей во главе с Я. А. Федотовым и А. А.
Васенковым пришли к заключению, что использование динамических неоднородностей в качестве носителей информационного сигнала в электронных устройствах позволит сугцественно улучшить их характеристики. Это направление в микроэле«. тропике и получило название г гункчггональная электроника. Среди перспективных задач функциональной электроники является исслелование воз можности интеграции различных физических эффектов в одном устройстве. В результате изучения взанмолействия динамических неоднородностей различной физической ггрнро ды в различных средах открывается перспектива физической интеграции. Функциоггач' ная электроника не противопоставляется традиционной схемотехнической микроэлектро нике. Напротив, эти два направления в интегральной элелтранике будут Развиваться, вза имно дополняя друг друга, создавая сложные функционально интегрированные систеь'ы мы и устройства.
Но в арсенале функциональной электроники еще много неиспользованн анных йства динамических неоднородностей, на основе которых можно создать приборы н устройс с заданными функциями, с заданными параметрами. 1. Начала функциональной электроники Микроэлектроника представляет собой область электроники, связанную с исследованиями поведения заряженных частиц в твердом теле под воздействием электрических, магнитных, электромагнитных, тепловых полей, а также с созданием приборов и устройств в микроминиатюрном исполнении с использованием групповой технологии изготовления. В микроэлектронике предполагается интеграция элементарных электронных приборов (резисторов, конденсаторов, диодов, транзисторов).
Поэтому синонимом микроэлектроники является понятие "интегральная электроника". Говоря о микроэлектронике, имеют в виду микроэлектронные размеры элементов, говоря об интегральной электронике — интеграцию этих элементов на кристалле микросхемы. Дальнейшее развитие микроэлектронных приборов связано с уменьшением размеров элементарных приборов до суомикронных размеров и переход в нанометровый масштаб измерений.
Таким образом, микроэлектронные приборы превращаются в наноэлектронные. При этом утрачивается групповая технология их изготовления. С другой стороны, при интеграции на олпом кристалле не только элементов, но и физических явлений и эффектов увеличиваются функциональные возможности приборов и устройств интегральной электроники. При этом используется уже не только схемотехнические решения для обработки и хранения информации, но и физические носители информационного сигнала — динамические неоднородности различной физической природы.
Эго направление в развитии электроники называют функциональной электроникой. Следует при этом еще раз подчеркнуть, что если с переходом в субмикронный диапазон размеров в наноэлектронике утрачивается принцип групповой технологии производства элементарных электронных приборов, то в функциональной электронике по-прежнему сохраняется принцип групповой технологии. Длпаипчегкал леодлододность представляет собой локальный обьем на поверхности или внутри среды с отличными от ее окружения свойствами, которая не имеет внутри себя статических неоднородностей и генерируется в результате определенных физико- химических процессов.
Динамическая неоднородность может быть локализирована или перемещаться по рабочему объему континуальной среды в результате взаимодействия с Различными физическими полями или динамическими неоднородностями такой же или другой физической природы. В процессе перемещения динамической неоднородности может происходить, например, перенос информации, деградация динамической неоднородности не приводит, как правило, к потерям и сбоям в процессах обработки информации. Известно большое количество динамических неоднородностей различной физической природы (рис. ) П). Это ансамбли заряженных частиц и квазичастиц (зарядовые пакеты, Флуксоны и г.
и.), домены (ссгнетоэлектрические домены, домены Ганна, цилиндрические магнитные домены и т. и.), динамические неоднородности волновой природы (поверхностные акустические волны (ПАВ), магнитные статические волны (МСВ), волны пространственного заряла (ВПЗ), волны зарядовой плотности (ВЗП) н т. д.).
Часть!К Функциональнаи электроник бгг Рис. 1.1. Некоторые типы динамических неоднородностей Идея использования динамических неоднородностей в приборах по обработке и хранению информации является основополагающей, и ее развитие привело к становлению функциональной электроники. Это не схемотехническое направление в микроэлектронике, использующее в качестве носителей информации динамические неоднородности, основной тенденцией развития которой является интеграция функциональных возможностей приборов и устройств.
Фуикиионаяьная электяроника представляет собой область интегральной электроники, в которой изучается возникновение и взаимодействие динамических неодноролностей в континуальных средах в совокупности с физическими полями, а также создаются приборы и устройства на основе динамических неоднородностей для целей обработки, генерации и хранения информации.
В зависимости от типа используемой динамической неолнородности, континуальной среды, той или иной комбинации физических полей или явлений различают направления в функциональной электронике, например, функциональная акустоэлектроника, функциональная магнитоэлектроника, функциональная оптоэлектроника, функциональная диэлектрическая электроника, молекулярная электроника и т. п. Объединяющим их признаком является динамическая неоднородность как носитель или транслятор или хранитель информации. Например, традиционная полупроводниковая схемотехническая электроника отличается от полупроводниковой функциональной электроники носителем информаци онного сигнала, В приборах схемотехнической микроэлектроники — аналоговых илн цифровых ИС вЂ” информация хранится или обрабатывается в ячейках в виде заряла, по тенциала или тока опрелеленного уровня на определенной статической неоднородност~ Напротив, в ПЗС-матрицах, относящихся по своей физической природе к изделиям фу»к циональной полупроводниковой электроники, информация хранизся (либо обрабатывает ся) в виде динамической неоднородности — зарядового пакета, состоящего из электр онов или дырок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
