近年來,隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,CMOS器件的尺寸進(jìn)一步減小,量子效應(yīng)越來越明顯,出現(xiàn)了高密度、高功耗、復(fù)雜的布局布線與串?dāng)_等問題,傳統(tǒng)微電子技術(shù)面臨著眾多技術(shù)的挑戰(zhàn)。因此科研人員積極尋找代替?zhèn)鹘y(tǒng)CMOS的新型器件。在過去的二十年中,許多新興技術(shù)開始出現(xiàn)并急速發(fā)展,量子元胞自動機(jī)（Quantum-dot Cellular Automata,QCA）是眾多可替代器件中最具有代表性的。QCA因提供了一個全新的編碼和傳遞信息的方式,使其可以更簡單的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電路中加法器、乘法器、觸發(fā)器、存儲器等邏輯器件,因此有著非常廣闊的發(fā)展前景。在納米器件的領(lǐng)域中,QCA定義了一種新的器件結(jié)構(gòu),對于這個新的系統(tǒng)設(shè)計方法,其最主要的特色在于信息流水線式的傳輸以及同一平面中允許信號線之間相互交叉。能夠?qū)崿F(xiàn)同一平面內(nèi)的信息傳遞,關(guān)鍵在于交叉線的設(shè)計,交叉線的穩(wěn)定直接決定著整個電路的穩(wěn)定,但是目前現(xiàn)有的交叉線在穩(wěn)定性、容錯性以及傳輸速率上還存在著問題。本文研究如何實(shí)現(xiàn)一個具有更加穩(wěn)定、容錯性更高的共面交叉結(jié)構(gòu)。本文首先詳細(xì)描述了三種共面交叉結(jié)構(gòu)和一種異面交叉結(jié)構(gòu),這四種結(jié)構(gòu)分別由標(biāo)準(zhǔn)元胞和旋轉(zhuǎn)元胞構(gòu)成、由四個時鐘... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

元胞之間非線性響應(yīng)函數(shù)關(guān)系曲線

胞中每個量子點(diǎn)各自的位能；個量子點(diǎn)容納電子的排斥電能。,, 0 , , , , , , , ,, , , ,( )iellji i j i i j i Q i jQi i j i i ji jn nE n t a a a a E n n VR R (2.哈密頓量是系統(tǒng)的能量算符，是一個描述系統(tǒng)總能量的算符，以算符 H，哈密頓量在大部分的量子理論公式中占十分重要的地位。在量子元胞自動域元胞之間的響應(yīng)，用公式(2.2)所展示的薛定諤方程來計算哈密頓量。該方時間無關(guān)，將上述所示的 4 個參數(shù)代入到哈密頓算符中便可以得到關(guān)于該元哈密頓量。在計算哈密頓量的同時也可以得出量子點(diǎn)的電荷密度，從而由公式(2.1)計該元胞的極化值。元胞的極化率和溫度也有關(guān)，當(dāng) T 等于 0K、1K、5K 和，所得的元胞極化率曲線即圖 2.7 所示的非線性響應(yīng)曲線。從圖中可以看著溫度的不斷提高，驅(qū)動元胞極化率為 0 時的曲線斜率陡峭程度不斷變緩度越低時越能快速的達(dá)到最大極化值。

圖 2. 8 QCA 電路時鐘的實(shí)現(xiàn)方式Fig 2.8 The realization of QCA circuit clockCA 電路能夠完成信息的傳遞，必須要求這四這里對 CMOS 線中的電信號引入正弦函數(shù)(si位，從而使之產(chǎn)生不同的磁場，帶動 QCA 電解這四根 CMOS 線上不同的電信號，對此引入CA 電路整個時鐘控制順序分為四個時鐘階段Release、Relax，如圖 2.9 所示。 寄存器文件 + 數(shù)據(jù)存儲器 ALU時鐘脈沖


本文編號：3406856