Nanoelektronika

Számítástechnika, információ technológia és az ULSI kapcsolata, analóg és digitális információfeldolgozás. Eszköz nemlinearitás mint a digitális technika alapja. Részecskék potenciálgödörben, elvi korlátok: kT, zajok, fluktuációk

 Az integrálás elvi és gyakorlati korlátai, adalékolás, szigetelés, litográfia. Alapvető fizikai törvények és elvek (határozatlansági reláció, hullámelhajlás, sztochasztikus folyamatokra vonatkozó törvények). Karakterisztikus távolságok és idők (diffúziós hossz, Debye hossz, tértöltés kiterjedése, elektron hullámhossz, fény hullámhossz, atomi távolságok,

adalékatomok távolsága, élettartamok, dielektromos relaxációs idő). Terjedési idő, energia- fogyasztás, disszipáció, hőelvezetéssel kapcsolatos korlátok. 

A Schrödinger egyenlet és megoldásai egyszerűbb esetekre. Energiaszintek zárt potenciálgödörben. A tunnelhatás. A tunneláram számítása, a WKB módszer.

A nagymértékű méretcsökkentés következtében fellépő új, kvantummechanikai jelenségek és következményeik a MOS FET és bipoláris tranzisztorokban. Tunneláramok a gate szigetelőkben és a pn átmenetekben. Rezonáns jelenségek a csatornában. Az inverziós réteg fizikája, alsávok kialakulása, az elektroneloszlás módosulása és következményei. A Si-SiO2 határréteg nanostruktúrája. Kétdimenziós elektrongáz és szerepe a MESFET és HEMT eszközökben.

Rezonáns tunnel eszközök. Kettős gátas dióda, rezonáns tunnel bipoláris tranzisztor (RTBT). Ballisztikus injekció és transzport jelenségek.  Többállapotú RTBT. Unipoláris rezonáns tunnel tranzisztor. Szuperrács bázisú tranzisztor. Forróelektron tranzisztor.

Egy-elektronos eszközök. Egy-elektronos áramkörök, egy-elektronos memóriacella.          Spintronika. Spin transzport fém rétegekben.

Lehetséges spintronikai eszközök.

Kvantumelektronika: Kvantumgödrök, kvantumszálak és alkalmazásaik. Félvezető nanostruktúrák optikai és transzport tulajdonságai. Fotonikus kristályok. Pórusos szilícium.

Szén nanocsövek és nanoeszközök. Felépítés, tulajdonságok. Szén nanocsöves FET. Alkalmazási lehetőségek

Bioelektronika: Szerves félvezetők, molekuláris elektronika. Elektromos vezetés szerves molekulákban. Szerves diódák és triódák. Szerves félvezetőkből felépített áramkörök.

Nanoelektronikai elemekből felépített számítógép struktúrák. Nanoelektronikai eszközök modellezése.