МОДУЛЬ 1.

Тема 1. Фундаментальные физические принципы функционирования приборов обработки информациии и направления их развития.

Л.1. Вступ. Основні тенденції розвитку мікро- та нанотехнологій в телекомунікаціях.

1. Предмет вивчення. Еволюція напівпровідникої електроніки.

2. Роль фундаментальних закономірностей, що визначають фізичні особливості формування мікро та нанрозмірних структур, фізичні принципи функціюнювання мікро- та наноелектроніки.

3. Економічні та технологічні основи зменшення розмірів елементів електроніки.

4. Фундаментальні фізичні обмеження на зменшення розмірів елементів інтегральних схем.

СРС: Существование минимального рабочего напряжения, статистические неопределенности параметров малых элементов, теплофизические характеристики, эффект туннелирования носителей тока, электромиграция. Рост числа межсоединений и увеличение времени задержки распространения сигнала между элементами ИС.

Л.2. Л.2. Основні ідеї і принципи квантової механіки, що лежать в основі роботи квантових інформаційних систем

1. Хвильові властивості частинок.

2. Співвідношення Гейзенберга.

3. Хвильова функція і рівняння Шреденгер

4. Спин частинки і принцип Паулі.

СРС: Види твердих тіл і квазічастинок..

Л.3. Физические носители информационных сигналов.

1. Электрон, его свойства и особенности взаимодействия с веществом. Электронные явления в основе работы электронных приборов и устройств.

2. Управление движением электронов с учетом влияния их спинов (спинтроника).

3. Фотон, его свойства и виды. Квантовые вычислительные системы с использованием фотонов.

4. Фонон, его свойства и взаимодействие с другими частицами. Особенности термического транзистора.

5. Передача информации квантовыми кубитами.

СРС: Экситон. Использование экситонов в нанотехнике. Взаимодействие и преобразование одних квантовых носителей информации в другие.

Тема 2. Квантовые эффекты и структуры в наноразмерной технике.

Л.4 Квантовые эффекты, лежащие в основе работы наноприборов. Ч.1

1. Баллистическая проводимость.

2. Электрон в квантовой яме.

3. Фазовая интерференция электронных волн.

4. Квантовый эффект Холла.

СРС. Наблюдение квантового эффекта Холла. Целочисленный и дробный квантовый эффект Холла.

Л.5 Квантовые эффекты, лежащие в основе работы наноприборов. Ч.2

1. Туннелирование носителей заряда через потенциальный барьер.

2. Одноэлектронное туннелирование. Резонансное туннелирование.

3. Спин-зависимое туннелирование.

4. Разогрев носителей заряда в квантовых периодических структурах (лавинное умножение).

СРС. Образование сильных электрических полей вблизи наноструктр.

Л.6 Квантовые структуры.

1. Элементы квантовой теории твердых тел.

2. Квантовые точки, ямы, нити.

3. Гетероструктуры Гетеропереходы. Модель Андерсона.

4. Углеродосодержащие наноструктуры: фуллерены, углеродные нанотрубки, алмазоподобные структуры.

СРС. Применение наноструктурных материалов в радиотехнике, запоминающие устройства.

МОДУЛЬ 2

Тема 3. Квантовые приборы и устройства для информационных систем

Л.7. Электронные приборы, работающие на квантовых эффектах.

1. Эволюция транзистора. Структура ипараметры современных МДП- и МОП-транзисторов.

2. Одноэлектроныый транзистор

3. Интерференционный транзистор

4. Диоды и конденсаторы на основе нанотехнологий.

СРС. Одноэлектронные элементы цифровых схем. Приборы на резонансном туннелировании и на основе лавинного умножения. Полевой транзистор и одноэлектронный транзистор на нанотрубках.

Л.8. Приборы оптоэлектроники.

1.Светодиоды и лазеры на двойных гетероструктурах.

2. Фотоприемники на квантовых ямах.

3. Лавинные фотодиоды на системе квантовых ям.

СРС. Электрооптические мезоскопические приборы. Квантовый компьютер

Л.9 Устройства и приборы нанофотоники.

1. Фотонные кристаллы. Искусственные опалы.

2. Волоконная оптика. Оптические переключатели и фильтры.

3. Перспективы создания фотонных интегральных схем устройств хранения и обработки информации. Магнитные наноустройства для записи и хранения информации.

СРС. Наносенсоры: полупроводниковые, пьезоэлектрические, пироэлектрические, на поверхностных акустических волнах, фотоакустические.

Л.10. Применение устройств на основе нанотехнологний в информационных системах

1. Применение наноэлектронных устройств и систем в инфокоммуникациях.

2. Применение оптических наносистем для создания волоконно-оптических линий связи.

3. Перспективные устройства и системы в радиосистемах на основе нанотехнологий.

4. Новые устройства на основе гибридных микросхем.

СРС. Перспективы графеновой электроники