Nanoscale Devices: Fabrication, Functionalization, and Accessibility from the Macroscopic World

تکامل میکروالکترونیک توسط ایده مقیاس بندی کنترل می شود. با این حال، انتظار می رود که مقیاس بندی اندازه دستگاه زیر 10 نانومتر به دلایل فیزیکی، فنی و اقتصادی غیرممکن باشد. ملاحظات بنیادی (بر اساس اصل هایزنبرگ، معادله شرودینگر، ناهمدوسی حالت های کوانتومی و حد لاندوئر) نشان می دهد که مقیاس طولی چند نانومتری امکان پذیر است. در این مقیاس طول، مولکول‌های قابل تنظیم مجدد (از طریق فرآیندهای ردوکس یا تحریک داخلی) برای آن مناسب به نظر می‌رسند. علاوه بر این، میله متقاطع با تراکم نقطه متقاطع در محدوده 10¹⁰--10¹¹ cm^-² را می توان با روش های موجود آماده کرد، و چنین روش‌هایی اجازه پیوند نقاط متقاطع نانوسکوپی را به مخاطبین قابل دسترسی لیتوگرافی می‌دهند. ساختارهای الکترونیک مولکولی با مولکول ها سروکار دارند. اگرچه این موضوع بسیار بین رشته ای است (دربرگیرنده مکانیک کوانتومی و آماری، شیمی فوق مولکولی، شیمی سطوح، و فن آوری و دستگاه های سیلیکونی)، کتاب در نظر گرفته شده است که در ضمیمه ها دانش جانبی لازم را ارائه دهد.

The evolution of the microelectronics is controlled by the idea of scaling. However, the scaling of the device size below 10 nm is expected to be impossible because of physical, technological and economic reasons. Fundamental considerations (based on Heisenberg's principle, Schrödinger equation, decoherence of quantum states, and Landauer limit) suggest that a length scale of a few nanometers is possible. On this length scale, reconfigurable molecules (via redox or internal excitation processes) seem to be suitable for that. Moreover, crossbar with cross-point density in the range 10¹⁰--10¹¹ cm^-² can already be prepared with existing methods, and such methods permit the link of nanoscopic cross-points to lithographically accessible contacts. The structures for molecular electronics deal with molecules. Although this subject is highly interdisciplinary (covering quantum and statistical mechanics, supramolecular chemistry, chemistry of surfaces, and silicon technology and devices), the book is intended to be self-contained providing in appendices the necessary side knowledge.