Предмет рассмотрения. Основные понятия.
Информационные системы, принципы построения, основные параметры.
Физика основных процессов изготовления систем КМОП-технологии, физические и технологические пределы КМОП-технологии. Возможности для преодоления трудностей КМОП-технологии в наносистемах: использование нанотрубок, нановискеров, молекул. Требования к свойствам нанообъектов для построения систем наноэлектроники на их основе.
Поверхность твердого тела, ее характеристики и строение на атомарном уровне, способы изучения. Требования к поверхности твердотельных подложек для нужд наноэлектроники/молекулярной электроники.
Классификация нанообъектов, наносистем, наночастиц. Виды/типы молекул, строение и основные характеристики молекул. Виды связей атомов внутри молекул, их основные характеристики, влияние на свойства молекул. Молекула/наночастица на поверхности твердого тела: свойства, способы связывания молекулы с поверхностью, виды связей, способы теоретического описания, методы экспериментального исследования. Массивы молекул/наночастиц на поверхности твердого тела, способы их создания, свойства и характеристики. Упорядочение (одно-, дву-, трех- мерное) таких массивов, его причины, условия, способы. Самоорганизация. Характеристики упорядоченных массивов.
Перенос/транспорт электрического заряда в твердых телах, особенности такого переноса в твердотельных наноструктурах, способы описания электронного транспорта в низкоразмерных нанообъектах. Транспорт заряда в молекулярных системах: способы теоретического описания, методы экспериментального исследования, основные результаты. Особенности туннельного транспорта в наносистемах; коррелированное (одноэлектронное) туннелирование электронов. Особенности коррелированного туннелирования электронов в молекулярных системах, возможности использования их в наноэлектронике/ молекулярной электронике. Другие механизмы переноса энергии в низкоразмерных наносистемах: безызлучательный перенос энергии, экситонный механизм, солитоны.
Возможности построения информационных наносистем: зарядовые системы; нанооптоэлектронные системы. Основные проблемы построения/изготовления наносистем суб-10 нм масштаба. Различные варианты методик создания суб-10 нм масштаба: СТМ-структуры, использование СТМ/АСМ для формирования планарных наноструктур (в том числе - молекулярных), комбинация .металлические электроды - молекула/наночастица.
Способы создания молекулярных наноструктур: "разрывные контакты", электрохимический способ, сочетание нанолитографии с встраиванием молекул. Физические основы методов тонкопленочной технологии. Различные варианты создания электродов для молекулярных наноструктур на базе тонкопленочной технологии: явление электромиграции атомов и его использование для создания нанозазоров между электродами, методика запыления "висящего" зазора, "торцевые" переходы.
Проблемы визуализации предельно узких зазоров (1-5 нм) между электродами молекулярных наноструктур, определение геометрических параметров таких наноструктур.
Методы "встраивания" молекул/наночастиц в систему электродов, проблемы интерфейса.
Особенности методик измерения характеристик и параметров молекулярных наносистем. Элементы теории измерений.
Возможные информационные устройства суб-10 нм уровня, их ожидаемые параметры, преимущества, перспективы построения с помощью рассмотренных методов.