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書籍詳細

  単一電子トンネリング概論
- 量子力学とナノテクノロジー -

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春山純志 青山学院大助教授 工博 著

発行年月日:2002/01/18 , 判 型: A5,  ページ数:216頁

ISBN:978-4-339-00738-1,  定 価:3,024円 (本体2,800円+税)

半導体産業を中心とした微細加工技術は著しく進歩したが,それに伴い次世代の新機能素子の実現が期待され,単一電子トンネリングという現象が注目された。本書はその基礎,材料系,他現象との関連,応用素子回路などを平易に記述。

【目次】

1.量子力学の基礎
 1.1 はじめに
 1.2 発端
  1.2.1 プランクの作用量子仮説
  1.2.2 光電効果:アインシュタインの光量子仮説
1.量子力学の基礎
 1.1 はじめに
 1.2 発端
  1.2.1 プランクの作用量子仮説
  1.2.2 光電効果:アインシュタインの光量子仮説
 1.3 前期量子論
  1.3.1 コンプトン散乱
  1.3.2 原子線スペクトルと正常ゼーマン効果
  1.3.3 原子模型とボーアの原子論
  1.3.4 物理量の量子化
  1.3.5 スピンの発見:異常ゼーマン効果とパウリの排他則
 1.4 後期量子論
  1.4.1 ド・ブロイ波とシュレディンガー波動方程式
  1.4.2 ボルンの確率解釈:ボーアのコペンハーゲン解釈
  1.4.3 ハイゼンベルクの不確定性原理
  1.4.4 光子裁判
  1.4.5 観測問題(波束の収縮):EPRパラドックス,シュレディンガーの猫
 1.5 量子力学
  1.5.1 波動からのアプローチ
  1.5.2 束縛問題
  1.5.3 散乱問題
  1.5.4 量子統計

2.単一電子トンネリングの基礎
 2.1 はじめに:単一電子トンネリングとはなにか
 2.2 クーロンブロッケードの一般論
 2.3 クーロンブロッケードの必要条件
  2.3.1 熱エネルギーとクーロンブロッケード
  2.3.2 トンネル抵抗とクーロンブロッケード
 2.4 接合の外部電磁場環境とクーロンブロッケード:単一接合系
  2.4.1 位相相関理論の一般論
  2.4.2 具体的回路
  2.4.3 実験結果
 2.5 帯電エネルギーへの有効寄生容量の寄与
 2.6 SET振動
 2.7 多重接合系
  2.7.1 二重接合系
  2.7.2 接合アレー系

3.単一電子トンネリングの材料系
 3.1 はじめに
 3.2 金属微粒子系
 3.3 半導体二次元電子ガス系
 3.4 有機・生体系:カーボンナノチューブ,DNAテンプレート細線
  3.4.1 カーボンナノチューブの特異な物性
  3.4.2 単一電子トンネリング
  3.4.3 単一電子スペクトロスコピー
  3.4.4 DNAテンプレート細線
 3.5 走査型トンネル顕微鏡

4.単一電子トンネリングと他のメゾスコピック現象
 4.1 はじめに
 4.2 電子波の位相コヒーレンスとクーロン振動
 4.3 スピンコヒーレンスとクーロン振動周期:単一電子トンネリングスペクトロスコピー
 4.4 クーロン振動ピーク高さへのゆらぎの影響
 4.5 単一接合系での外部電子間相互作用,位相干渉とクーロンブロッケード

5.単一電子トンネリングを応用した回路素子
 5.1 はじめに
 5.2 従来型論理回路への応用と問題点
 5.3 新機能素子
  5.3.1 二分化決定素子
  5.3.2 多数決回路
  5.3.3 量子セルオートマトンとニューラルネットワーク

参考文献
索引

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