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.
这个急切的项目集中在: - 由量子隧道设备(例如谐振隧道二极管(RTD)和量子点)组成的电路的多级仿真工具。 - 使用这些工具在中尺度上(基于RTD的设计)和Nanoscale(0维RTD或量子点,基于QD的设计)的新型集成电路的设计。总体研究项目将分为两个不同的任务:任务1:可优化RTD结构的反向综合,以优化整体电路的RTD结构;而且,任务2:基于RTD和基于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测,到2015年,纳米技术市场将增长到1万亿美元,并预计纳米电子和纳米系统将在十年内在十年内在公路上造成重大商业广告。但是,目前,其采用的主要障碍之一是缺乏用于研究其属性的综合,多层软件,并帮助其设计,模拟,优化和与外围系统的互动。该软件的国际技术路线图(ITRS)在2005年确定的许多理想特征和特征是该项目的研究工作不可或缺的一部分。该项目开发了理论和原型软件,这些软件将有助于多级设计,模拟和优化量子隧道设备以及常规设备以及常规设备的多级设计,模拟和优化。为了将电路设计人员与设备操作中的量子物理传输细节隔离开来,该项目开发了与QSpice结合使用的Q设备模型模块,以便在反向合成方法中进行系统级优化。该项目的研究可能会产生以下更广泛的影响: - 新的,有效的纳米环和纳米结构,以补充和补充现有的应用和产品,这是设计这种综合纳米电子学设计的新工具, - 教学方法论 - 在巡回工程师中将在诸如下一代巡回赛的跨学科培训中进行莫尔的技术和摩尔技术的跨学科培训,以使其在这种新的摩尔技术中进行了新的原理和技能,以促进这种原理和技能的范围。电子设备, - 音频/视觉材料剪辑,显示了通过扫描电子显微镜观察的自组装纳米线的增长和多彩图像,以刺激高中生和社区学生的高中和社区中的高中和社区中的兴奋 - 在庞大的社区中 - 促进女性和少数派学生在电气和计算机上以及计算机和计算机上以及 - 与计算机和计算机上的仿制中,以及 - 促进以及 - 计算机和计算机的合作,以及 - 计算机和计算机的仿真研究,以及 - 国际机构。

项目成果

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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
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Pinaki Mazumder
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通过各向异性矩阵超表面的太赫兹双偏振分束器
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Jun Zhou
Dynamic Pinning Synchronization of Fuzzy-dependent-switched Coupled Memristive Neural Networks with Mismatched Dimensions on Time Scales
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  • 通讯作者:
    Nyima Tashi

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IPA award.
IPA奖。
  • 批准号:
    2034557
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
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    Intergovernmental Personnel Award
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  • 批准号:
    1017143
  • 财政年份:
    2010
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    $ 20万
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    Standard Grant
COLLABORATIVE RESEARCH: Modeling, Simulation, Circuit Design, Logic Synthesis, Testing and Defect Tolerance of Resonant Tunneling Device Based Nanotechnology
合作研究:基于纳米技术的谐振隧道器件的建模、仿真、电路设计、逻辑综合、测试和缺陷容限
  • 批准号:
    0429265
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    Continuing Grant
Circuit Design and CAD for System Applications of Silicon-Based Quantum-Effect Devices
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  • 批准号:
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Testing of High-Density VLSI Random-Access Memories
高密度 VLSI 随机存取存储器的测试
  • 批准号:
    9710183
  • 财政年份:
    1997
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  • 批准号:
    9618417
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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    52342301
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  • 批准年份:
    2022
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EAGER: The Development of Axion Software for CUORE
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  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2015
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  • 批准号:
    1602173
  • 财政年份:
    2015
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