EAGER: Software Development for Simulation and Optimization of Nanoscale Integrated Circuits

EAGER:纳米级集成电路仿真和优化的软件开发

基本信息

项目摘要

This EAGER project is focused on:- Multi-level simulation tools for circuits consisting of quantum tunneling devices such as resonant tunneling diode (RTDs) and quantum dots. - The design of new integrated circuits using these tools both at mesoscale (RTD-based design) and at nanoscale (0-dimensional RTD- or quantum dot, QD-based design).The overall research project will be divided into two different tasks: task-1: Reverse Synthesis of RTD structures in order to optimize the overall circuit performance; and, task-2: Design, Fabrication and Simulation of RTD and Quantum Dot based integrated circuits.The US National Nanotechnology Initiative has projected the nanotech market to grow to $1 Trillion by year 2015, and integrated nanoelectronics and nanosystems are expected to make heavy commercial inroad within a decade. However, one of the chief obstacles to their adoption at present is the lack of integrated, multi-level software for studying their properties, and aiding their design, simulation, optimization and interaction with peripheral systems. Many of the desirable features and characteristics of such software, identified by the International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) in 2005, are integral to this project?s research work.This project develops the theory and prototype software that will aid in the multilevel design, simulation and optimization of circuits consisting of quantum tunneling devices as well as conventional devices. To insulate circuit designers from the quantum-physical transport details in device operation, this project develops a Q-Device Model module that operates in conjunction with QSPICE so that system-level optimization is possible in a reverse-synthesis approach. This project's research may have the following broader impacts: - new and efficient nanocircuits and nanoarchitectures to supplement and complement existing applications and products, - a new tool for design of such integrated nanoelectronics, - pedagogical methodology in inter-disciplinary training to the next generation of circuit engineers who will then be equipped to transfer principles and skills gained in this new paradigm to still further technologies like molecular electronics, - audio/visual material clips showing the growth of self-assembled nanowires and colorful images of strings of atoms viewed through Scanning Electron Microscopes to stimulate excitement in high-school and community-college students and in the community at large, - promotion of female and minority students in doctoral degree program in electrical and computer engineering, and - collaboration between theory, simulation and experiment, and between academia and US industry, and international institutes.
该 EAGER 项目专注于:- 用于由谐振隧道二极管 (RTD) 和量子点等量子隧道器件组成的电路的多级仿真工具。 - 使用这些工具在介观尺度(基于 RTD 的设计)和纳米尺度(0 维 RTD 或量子点、基于 QD 的设计)设计新型集成电路。整个研究项目将分为两个不同的任务:任务 1:RTD 结构的逆向综合,以优化整体电路性能;任务 2:基于 RTD 和量子点的集成电路的设计、制造和仿真。美国国家纳米技术计划预计纳米技术市场到 2015 年将增长到 1 万亿美元,集成纳米电子学和纳米系统预计将实现大规模商业化十年内取得进展。然而,目前采用它们的主要障碍之一是缺乏集成的、多层次的软件来研究它们的特性,并帮助它们的设计、模拟、优化以及与外围系统的交互。 2005 年国际半导体技术路线图 (ITRS) 确定的此类软件的许多理想功能和特性是该项目研究工作的组成部分。该项目开发有助于多层设计的理论和原型软件由量子隧道器件以及传统器件组成的电路的仿真和优化。为了使电路设计人员免受器件操作中量子物理传输细节的影响,该项目开发了一个与 QSPICE 结合运行的 Q 器件模型模块,以便可以通过逆向综合方法进行系统级优化。该项目的研究可能会产生以下更广泛的影响: - 新型高效的纳米电路和纳米结构,以补充和补充现有的应用和产品, - 设计此类集成纳米电子学的新工具, - 下一代纳米电子学跨学科培训的教学方法。电路工程师将能够将在这种新范式中获得的原理和技能转移到分子电子学等更进一步的技术中, - 音频/视频材料剪辑显示自组装纳米线的生长以及通过观看的原子串的彩色图像扫描电子显微镜激发高中生、社区学院学生以及整个社区的兴奋, - 促进女性和少数民族学生攻读电气和计算机工程博士学位课程,以及 - 理论、模拟和实验之间的合作,以及学术界与美国工业界以及国际机构之间的合作。

项目成果

期刊论文数量(0)
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Pinaki Mazumder其他文献

忆阻器阻变随机存取存储器及其在信息存储中的应用
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    0
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  • 作者:
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IPA award.
IPA奖。
  • 批准号:
    2034557
  • 财政年份:
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  • 批准号:
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GOALI: Theory, Design and Simulation of Ultrafast Digital Circuits Using Quantum Electronic NDR Devices
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知道了