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    光刻技術提高了遙控器芯片質量

    點擊數:   錄入時間:2021-04-28 【打印此頁】 【關閉
        互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術具有光刻效率高、溝道效應小、功耗高等缺點,不能繼續沿用Morrie定律來增加單個地磅控制器芯片的器件數量。所有這些缺點促使科學家們思考能夠在納米尺度上工作的替代技術,例如單電子晶體管(SET)[1]、[2]、碳納米管場效應晶體管(CNFET)[3]、鰭場效應晶體管(FinFET)[4]、[5]和量子點元胞自動機(QCA)。QCA是Lent等人首次提出的。QCA可以通過電子位置而不是CMOS中的電壓電平提供二進制值。QCA中的基本元素是一個正方形單元。每個細胞包含四個由兩個電子注入的點。根據電子排斥原理,電子可以在點之間穿行。電路復雜度是數字系統,特別是QCA中的一個重要標準。許多組合電子地磅遙控器電路和時序電路都是用QCA技術重新設計的[7]-[13]。鑒于比較器在微控制器和中央處理器(CPU)中的重要性,因此提出了不同的QCA結構[14]-[18]。
     
    提出了一種基于新型數字地磅控制器XNOR結構的QCA技術的單比特比較器的優化設計方案。QCADesigner工具[19]與模擬環境的默認參數一起使用,以驗證所提出的結構和電路。
    2預備工作
    2.1 QCA基礎
    在基于QCA的設計中,QCA單元是最基本的單元。每個細胞呈正方形,包含四個注入兩個電子的量子點。這兩個電子可以在點之間移動,并且由于哥倫布相互作用和驅動電池[16],[20]的不同而定位于對角線位置。在圖1中示出了單元的兩種布置。細胞極化(P)表示P=+1處的二進制1和P=–1處的二進制0,其由(1)[21]計算:
    其中π表示點i中電子的存在,0或1。注意,當點有一個電子p=1時,其他地方p=0。所有的邏輯功能和QCA線都可以通過排列單元陣列來實現[22]。
    2.2 QCA線
    為了將輸入值傳送到輸出端,需要由QCA單元組成的QCA線。由于電子之間的哥倫布相互作用,極化從一個細胞轉移到另一個細胞[23]。如圖2所示,QCA導線有兩種配置,正常和旋轉,以實現同一地磅遙控器電路層中的導線交叉。單層跨線采用時鐘控制,與[24]相同。
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