Space-time dynamic simulation of nano-electronic devices considering the effect of the environment  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
38158
Type K
Principal investigator Varga, Gábor
Title in Hungarian Nanoelektronikai kvantum-eszközök tér-idő dinamikájának szimulációja a környezeti hatások figyelembevételével
Title in English Space-time dynamic simulation of nano-electronic devices considering the effect of the environment
Panel Informatics and Electrical Engineering
Department or equivalent Department of Physics (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Veszely, Gyula
Starting date 2002-01-01
Closing date 2005-12-31
Funding (in million HUF) 8.520
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A kutatás keretein belül a kutatási tervnek megfelelően nano-elektronikai eszközök szimulációja történt meg a hagyományos irányvonalnak tekinthető MOS alapú tranzisztorok, és az új architektúrák egyikét képviselő kvantum-pont sejt automata (QCA) esetén. A QCA-t érintő kutatásaink során modelleztük magát a kvantum sejtet a lehetséges kvantummechanikai időfüggő és időfüggetlen állapotok meghatározásával. Vizsgáltuk a környezeti hőmérséklet hatását a kvantummechanikai elektron állapotokra, valamint a vezérlő tér kapcsolási idejét az egyes állapotokra. Programot készítettünk logikai kapuk modellezésére. Elemeztük a szobahőmérsékleten működő QCA megvalósíthatóságának feltételeit, valamint a technológiai realizálás lehetőségeit. A MOS alapú tranzisztorok vizsgálata során kidolgoztunk 1D és 2D megoldó programot a drift diffúziós és sűrűség gradiens modellre. Megvizsgáltuk a modellek érvényességi körét csökkenő oxid vastagság függvényében. Az elektron eloszlás és kapacitás meghatározásával kvantitatív értékeket kaptunk a kvantum effektus lényeges szerepére. Ezenkívül, ekvivalens áramköri szimulációval kimutattuk, hogy a nemlineáris távvezeték esetén a kvantum hatások jelentős viselkedésbeli eltérést eredményezhetnek.
Results in English
Based on the research plan, nano-electronic devices have been simulated, namely MOS type transistors and Quantum-dot Cellular Automata (QCA). MOS type transistor represents the traditional architecture, however QCA is a new paradigm of computational. In the case of QCA research the quantum cell has been modeled determining the quantum mechanical time dependent and time independent states. We investigated the effect of environmental temperature on electron states and the switching time between the electron states as a function control field. We prepared a computational program to simulate the logical gates. Realization of QCA on room temperature has been analyzed in the aspect of physical conditions and technological view point. During the research of MOS type transistors we developed 1D and 2D software in case of drift diffusion and density gradient model. The scope of the models has been investigated as a function of oxide thickness. Determining the electron density and capacitance we got quantitative description of significant quantum effects. On the other hand, using equivalent circuit simulation we pointed out the quantum effect - in the case of non-linear transmission line – could cause remarkable distortion.
Full text http://real.mtak.hu/495/
Decision
Yes





 

List of publications

  
G. Varga: Computer Simulation by quantum mechanical time-dependent wavepacket method, especially for atom/molecule-solid surface interaction, Journal of Physics: Condensed Matter 14 (2002) 6081-6107, 2002
András Reichardt, G. Varga and G. Veszely: Simulation of Small Gate Transistors using Density Gradient Approach, 1st International Applied Physics Conference, Badajoz, Spain, 13-18 October 2003, 2003
Varga G.: Investigation of switching speed of the quantum-dot cellular automata, European Conference on Surface Science, ECOSS 23,September 4-9, 2005, Berlin, Germany, Final Program and Book of Abstracts, p 325, 2005
G. Varga and G. Veszely: Simulation of quantum-dot cellular automata, IVC-16/ICSS-12/8th Int. Conference on Nanometer Scale Science and Technology/AIV-17, June 28-July 2, 2004, Venice, Italy, Proceedings Book-2, p 408, 2004
Varga G.: Computer simulation of atom-solid surface scattering, IVC-16/International Conference on Solid Surface/Nano-8/AIV-17, June 28-July 2, 2004, Venice, Italy, Proceedings Book-2, p 268, 2004
A. Reichardt, G. Varga and G. Veszely: Computer simulation of MOSFET and HEMT devices by density gradient method, 22nd European Conference on Surface Science (ECOSS-22), 7-12 September 2003, Praha, Czech Republic, 2003
Computer simulation of nano-scale transistor devices: Varga G., Veszely G. and Reichardt A., IVC-16/ICSS-12/8th Int. Conference on Nanometer Scale Science and Technology/AIV-17, June 28-July 2, 2004, Venice, Italy, Proceedings Book-2, p 690, 2004
G. Varga: Investigation of Possibility of High Temperature Quantum-Dot Cellular Automaton, International Conference on Nanoscience and Technology, NANO9 meets STM'06, July 30-August 4 2006, Basel, Switzerland, July 30-August 4 2006, Proceedings Book p. 88, 2006
G. Varga: Quantum mechanical model of switching time of quantum-dot cellular automata, European Conference on Surface Science, ECOSS 24, September 4-8, 2006, Paris, France, 2006
G. Varga: Conception of high temperature quantum-dot cellular automata, European Conference on Surface Science, ECOSS 24, September 4-8, 2006, Paris, France, 2006
G. Varga: Dynamical investigation of Thermal Energy Atom Scattering from solid surfaces, European Conference on Surface Science, ECOSS 24, September 4-8, 2006, Paris, France, 2006
A. Reichardt, Gy Veszely and G. Varga: Transmission line representation of MOSFET channel, 12th Internationales IGTE Symposium (IGTE:Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik), Graz, Austria, September 17-20 2006, 2006
A. Reichardt, Gy Veszely and G. Varga: Change of parameters of equivalent circuits in case of nanoscale, 12th Internationales IGTE Symposium (IGTE:Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik), Graz, Austria, September 17-20 2006, 2006
A. Reichardt, G. Varga and Gy. Veszely: Effect of scaling down on some NLTL parameters, 13th International Conference on System, Signals & Image processing, IWSSIP'06, Budapest, Hungary, September 21-23 2006, 2006
G. Varga: Investigation of possibilty of high temperature quantum-dot cellular automata, Journal of Physics: Conference Series, submitted for publication, 2006



Back »