DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2015.2.73627

УРОКИ НАНОЕЛЕКТРОНІКИ. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ І ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ В КОНЦЕПЦІЇ «ЗНИЗУ – ВГОРУ»

Ю. О. Кругляк, М. В. Стріха

Анотація


У заключній із серії оглядово-методичних статей у рамках концепції «знизу – вгору» сучасної наноелектроніки автори розглядають потоки електронів і тепла через провідник з урахуванням навколишнього середовища і будують рівноважну термодинаміку провідника зі струмом. Аналізується роль фоківських станів і накопичення інформації в нерівноважному стані, докладно обговорюється модель інформаційно-керованого акумулятора і зв'язок її з принципом Ландауера про мінімальну енергію, необхідну для стирання одного біта інформації. Вводиться поняття квантової ентропії та обговорюються окремі аспекти її застосування, підкреслюється актуальність інтегрування спінтроніки та магнетроніки у зв'язку з майбутнім переходом до спінової архітектури обчислювальних пристроїв.


Ключові слова


нанофізика, наноелектроніка, термодинаміка резистора, інформаційна ємність, принцип Ландауера

Повний текст:

PDF

Посилання


Кругляк Ю.О., Кругляк Н.Ю., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки. Виникнення струму, формулювання закону Ома і моди провідності в концепції «знизу – вгору» // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2012. – V. 9, N 4. – P. 5 – 30.

Кругляк Ю.О., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки. Роль електростатикі і контактів в концепції «знизу – вгору» // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – V. 11, N 4. – P. 27 – 42.

Feynman R.P. Statistical Mechanics. – San Francisco: Benjamin/Cummings. – 1972.

Кругляк Ю.О., Кругляк Н.Ю., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки: термоелектричні явища в концепції «знизу – вгору» // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – V. 10, N 1. – P. 6 – 21.

Fock V. Konfigurationsraum und zweite Quantelung // Z. Phys. – 1932. – V. 75. – P. 622 – 647.

Моздор Е.В., Кругляк Ю.А., Куприевич В.А. Матричные элементы операторов физических величин на одноконфигурационных функциях радикалов // Теор. экспер. химия. – 1969. – Т. 5, № 6. – С. 723 – 730.

Kuprievich V.A., Kruglyak Yuri A., Mozdor E.V. Full configuration interaction for the benzyl radical // Intern.J.Quantum Chem. – 1970. – V. 4, N 1. – P. 73 – 87.

Yu. A. Kruglyak, Configuration Interaction in the Second Quantization Representation: Basics with Applications up to Full CI, ScienceRise, vol. 4: N 2(4), 98 – 115, 2014.

Kruglyak Yu.A., Mozdor E.V., Kuprievich V.A. Study of the Electronic Structure of Radicals by the CI Method. 1. Matrix Elements of the Physical Value Operators // Croat.Chem.Acta. –1971. – V. 43. – P. 15 – 23.

Kruglyak Yuri A., Ukrainsky I.I. Study of the electronic structure of alternant radicals by the DODS method // Intern. J. Quantum Chem. – 1970. – V. 4, N 1. – P. 57 – 72.

Yu. A. Kruglyak, The Generalized Hartree – Fock Method and Its Versions: From Atoms and Molecules to Polymers, ScienceRise, vol. 5: N 5(3), 6 – 21, 2014.

Kruglyak Yuri A., Dyadyusha G.G. Torsion Barriers of End-Groups in Cumulenes. I. General Consideration // Theor. Chim.Acta. – 1968. – V. 10. – P. 23 – 32.

Dill Ken A., Bromberg Sarina. Molecular Driving Forces: Statistical Thermodynamics in Biology, Chemistry, Physics, and Nanoscience, 2nd Edition. – New York: Garland Science. – 2010.

Salahuddin Sayeef, Datta S. An All Electrical Spin Detector // Sixth IEEE Conference on Nanotechnology. – 2006. – V. 2. – P. 834 – 837.

Кругляк Ю.О., Кругляк Н.Ю., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки: Спінтроніка в концепції «знизу – вгору» // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – V. 10, N 2. – P. 5 – 37.

Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. — Москва: Изд-во ИЛ. – 2002.

Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. – Москва: Изд-во «Наука».– 2006.

Landauer Rolf. Irreversibility and heat generation in the computing process // IBM J. Res. Dev. – 1961. – V. 5. – P. 183 – 191.

Bennett Charles H. Notes on Landauer’s principle. Reversible Computation and Maxwell’s Demon // History and Philosophy of Modern Physics. – 2003. – V. 34. – P. 501 – 510.

Bérut Antoine, Arakelyan Artak, Petrosyan Artyom, Ciliberto Sergio, Dillenschneider Raoul, Lutz Eric. Experimental verification of Landauer’s principle linking information and thermodynamics // Nature. – 2012. – V. 483. – P. 187 – 189.

Leff H.S., Rex A.F.(eds.) Maxwell’s Demon 2 Entropy, Classical and Quantum Information, Computing. – Bristol: Institute of Physics Publishing. – 2003. – pp. 502.

Datta S. Nanodevices and Maxwell’s Demon // Lecture Notes in Nanoscale Science and Technology, Vol. 2, Nanoscale Phenomena: Basic Science to Device Applications, Eds. Z.K. Tang and P.Sheng, – Berlin: Springer.– 2008.

Кругляк Ю.О., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки: Метод нерівноважних функцій Гріна в матричному зображенні. Теорія // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – V. 10, N 3. – P. 22 – 35.

Кругляк Ю.О., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки: Квантова інтерференція і дефазіровка в методі нерівноважних функцій Гріна // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – V. 11, N 3. – P. 5 – 18.

Кругляк Ю.О., Стріха М.В. Уроки наноелектроніки: Транспорт спінів в моделі НРФГ і квантовий спіновий ефект Хола в концепції «знизу – вгору» // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – V. 11, N 2. – P. 5 – 22.

Horodecki R., Horodecki P., Horodecki M., Horodecki K. Quantum entanglement // Rev. Mod. Phys. – 2007. – V. 81, N 2. – P. 865 – 942.

Friedman Jonathan R., Sarachik Myriam P. Single-Molecule Nanomagnets // Ann. Rev. Cond. Matter Phys. – 2010. – V.1. – P. 109 – 128.




Copyright (c) 2015 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)