微电子技术发展与物理学.pdf

物理学与信息科学技术专题 第七讲! 微电子技术发展与物理学! 李! 志! 坚( （清华大学微电子学研究所! 北京! )%%%*# ） 摘! 要! ! 微电子学的基础是近代固体物理+ 微电子技术的快速发展又推动了物理学许多分支的进展+ 今天，当微 电子的基本器件,-./01 缩小接近其终极时，作为下一代的基础，一批基于新的物理效应的纳电子器件又被提了 出来+ 为了突破传统的二值开关系统的共同极限，新的信息处理系统，如量子信息处理，正在大力研究之中+ 不久的 将来，可望出现一次新的信息电子革命+ 这次革命又将建立在现代物理学及现代生物学的基础之上+ 关键词! ! 微电子，终极,-./01 ，二能级开关系统，量子信息处理，微电子极限 !#$%$ ’() *+ )+,+-./0+(* .1 0%2.+-+*2.(%$ *+(.-.3# 23 4567869:( （!#$%$$’ () *%+,(’-’+$,(%+# ，.#%/01 2%3’,#%$4 ，5’%6 %/7 )%%%*# ，80%1 ） 45$*2’*6 6 15; =:?9@6=: = A6BC=;D;B@C=:6BE 6E A=?;C: E=D6? E@9@; F5GE6BE+ H=:I;CE;DG ，@5; 9E@ ?;I;D=F7 A;:@ = A6BC=;D;B@C=:6BE 59E JC=K5@ KC;9@ 9?I9:B;E 6: A9:G JC9:B5;E = F5GE6BE+ LE @5; E6M; = @5; J9E6B ?;I6B; ,-./01 9FFC=9B5;E 6@E D@6A9@; D6A6@ ，9 E;C6;E = :9:= N ;D;B@C=:6B ?;I6B;E J9E;? =: ?6;C;:@ F5GE6B9D A;B597 :6EAE 59I; J;;: FC=F=E;? =C @C; K;:;C9@6=:E+ ,;9:O56D; ，@= =I;CB=A; @5; :6I;CE9D D6A6@ = @C9?6@6=:9D BD9E7 E6B9D $ N D;I;D EO6@B56:K EGE@;AE :;O 6:=CA9@6=: FC=B;EE6:K EGE@;AE ，EB5 9E P9:@A 6:=CA9@6=: FC=B;EE6:K ， 9C; :?;C 6:@;:E6I; 6:I;E@6K9@6=:+ L :;O C;I=D@6=: 6: 6:=CA9@6=: ;D;B@C=:6BE 6E ;QF;B@;? 6: @5; :;9C @C;+ 3@E =:?9@6=: 6E E@6DD 9?I9:B;? A=?;C: F5GE6BE ，9:? FC=J9JDG A=?;C: J6=D=KG @==+ 7+#8.2)$6 6 A6BC=;D;B@C=:6BE ，D@6A9@; ,-./01 ，@O= D;I;D EO6@B56:K EGE@;A ，P9:@A 6:=CA9@6=: FC=B;EE7 6:K ，D6A6@ = A6BC=;D;B@C=:6BE ! ! 开创时期的微电子或半导体只是物理学的一个 是晶体管的发明［)］和,-./01 （金属N 氧化物N 半 ［$ ］ 分支+ 在高速发展中微电子又不断地推动了物理学 导体场效应晶体管）的研究成功 + 晶体管效应是 的进展+ 技术科学与基础科学之间的紧密结合，高速 在研究半导体表面时被发现的，在一根电极探针上 地相互推动是当代科技发展的一