原子级薄晶体管设计论文

原子级薄晶体管设计论文

问:原子级半导体!下一代的自旋/量子电子技术
  1. 答:EETOP
    尽管电子器件越来越小,越来越快,但目前的晶体管只能缩小到一定程度,难以突破极限。
    据报道,史蒂文斯理工学院的研究人员开发了一种新型的原子薄磁体半导体,这通过利用电子的电荷及其自旋的力量,将能够开发出以完全不同的方式工作的新型晶体管。
    研究人员说,这可能提供了一种制造更小、更快的器件的方法,他们在2020年4月的《自然通讯》杂志上发表了这一发现。
    自旋电子学是研究固态器件中电子的本征自旋及其相关的磁矩和电荷的学科。
    由于摩尔定律,预计在不久的将来,标准电子器件将达到其“极限”。而自旋电子学提出了一种全新的电子操作方式,并为标准电子器件的持续小型化提供了一种新的替代方案。
    据悉,除了可以做到更小的器件,该团队的原子薄磁铁据说能够实现更快的处理速度、更高的存储容量和更少的能量消耗。
    领导了这一项目的史蒂文斯机械工程EH Yang教授表示, “二维铁磁半导体材料中铁磁性和半导体特性共存,因为我们的材料可以在室温下工作,它使我们能够容易的半导体技术集成在一起。”
    “在此材料中的磁场强度为0.5mT的;而这样弱的磁场强度不能让我们拿起一个回形针,它是足够大的,以改变电子的自旋,其可用于量子比特应用,”加入史蒂文斯物理学教授斯特凡·斯特劳夫(Stefan Strauf)。
    “这种材料的磁场强度是0.5 mT,虽然如此弱的磁场强度不能让我们吸起回形针,但它已足够强,足以改变电子的自旋,可以用于量子比特应用,” Stefan Strauf补充说。
    研究人员认为,他们的发现可以为推进自旋电子学领域提供一个“关键平台”。
问:为什么材料要具有最佳应变?
  1. 答:材料要具有最佳的应变力。首先就要了解什么是材料的应变力。材料的应变:材料内任一点因各种作用引起的尺寸或形状发生相对变形。
    材料的应变与 受力、湿度、温度场变化等,像磁场、电场、微波等也会引起材料的应变。
    单位面积上的力叫应力,单位力产生的变形叫应变。
    电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。
    半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时,其电阻率发生变化的现象。理论上可以根据弹性力学中 线弹性各项同性材料 的本构关系决定, 参见任意一本弹性力学教材. 在数学角度上,在本构矩阵中, 对于各项同性材料, 切应力和拉压应力的耦合项都是0.
    薄壁圆筒扭转其实就是一个纯剪切的实例.应变没有单位,弹性模量单位是Pa。
    1、物体在受到外力作用下会产生一定的变形,变形的程度称应变。应变有正应变(线应变),切应变(角应变)及体应变。
    2、弹性模量指的是单向应力状态下应力除以该方向的应变。
    材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
    弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个统称,表示方法可以是“杨氏模量”、“体积模量”等。
  2. 答:在连续介质力学里,应力定义为单位面积所承受的作用力。通常的术语“应力”实际上是一个叫做“应力张量” (stress tensor)的二阶张量(详见并矢张量或者张量积)。概略地说,应力描述了连续介质内部之间通过力(而且是通过近距离接触作用力)进行相互作用的强度。具体说,如果我们把连续介质用一张假想的光滑曲面把它一分为二,那么被分开的这两部分就会透过这张曲面相互施加作用力。很显然,即使在保持连续介质的物理状态不变的前提下,这种作用力也会因为假想曲面的不同而不同,所以,必须用一个不依赖于假想曲面的物理量来描述连续介质内部的相互作用的状态。对于连续介质来说,担当此任的就是应力张量,简称为应力。 应变在力学中定义为一微小材料元素承受应力时所产生的单位长度变形量。因此是一个无量纲的物理量。在直杆模型中,除了长度方向由长度改变量除以原长而得“线形变”,另外还定义了压缩时以截面边长(或直径)改变量除以原边长(或直径)而得的“横向应变”。对大多数材料,横向应变的绝对值约为线应变的绝对值的三分之一至四分之一。二者之比的绝对值称作“泊松系数” 应力与应变的关系我们叫本构关系(物理方程)此关系很重要!一般可通过试验确定f(σ,ε)曲线,不同材料他们之间的关系是不一样的。在线弹性体中有σ=Eε.E为弹性系数矩阵.
  3. 答:所谓应变率是指材料的变形速度,其定义为应变对时间求导,单位为”1/s"。
    没有所谓提高材料应变率的说法,只要你的加载速度变了,对于相同长度的试件其应变率就会发生随之提高。
    人们往往喜欢比较加载速度,即试验机的夹头移动速度。然而,如果试件长度不同而加载速度相同的情况下起应变率并不相同。如果,都采用应变率来描述材料的变形,那就有可比性。
    通常的万能材料试验机最高的应变率往往只能达到0.1/s的速度,再高的应变率需要特殊的设备实现。最常见的是Hopkinson杆,其应变率往往在10的2次方到10的3次方之间。
    影响材料动态力学性能的因素实际上和准静态下是一样的,无外乎是成分、组织以及缺陷运动等等。但是,需要指出的是,在高应变率(动态加载)下,材料的变形是一个绝热状态,需考虑绝热温升对材料的软化作用。
问:单原子晶体管是个什么东西有什么样的意义呢
  1. 答:单原子晶体管就是原子级别的晶体管,这是有史以来最小的晶体管,事实上,也是可以制作的最小的晶体管,现在已制成,采用的是单个磷原子。这一设备由蚀刻在硅基底上的单个磷原子构成,拥有控制电流的门电路和原子级的金属接触,这标志着下一代计算机的重要发展。
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