電荷ソリトン転送型単電子回路の研究

电荷孤子传输单电子电路研究

基本信息

批准号：
10127213
负责人：
吉川信行
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1次元微小トンネル接合アレイ中の単一電子の伝搬を情報の1ビットに対応させた単電子伝送型論理回路は、これまで提案されてきた電位の有無をビットに対応させる論理回路とは異なる新しい論理回路方式である。単電子伝送型論理回路は、伝送線路を伝搬する電子自体がビット情報を持つ粒子として論理回路を伝搬するため、これまで検討されている単電子論理回路とは動作原理の面で一線を異にしている。これまでに我々は、数値シュミレーションを用いた研究により、単電子伝送型論理回路からなる論理ゲートファミリーの正常動作を検証した。更に、電荷伝送型論理回路の正常動作のための回路パラメータマージンが、他の単電子論理ゲートに比べて大きく、この論理回路がrobust性の面で優れていることを示した。本年度は、電荷伝送型論理回路の誤り確率の評価をモンテカルロ法を用いた数値シュミレーションにより行い、以下の知見を得た。(i) モンテカルロ法による単電子伝送線路の誤り確率の計算結果は、熱的活性化トンネル過程にもとづく理論的解析結果と良く一致する。(ii) 分岐回路の誤り確率は低温において飽和する傾向にあり、誤り確率の飽和値は回路の時定数に依存する。誤り確率を小さくするためには、回路の時定数を大きくする必要がある。今後の課題として、(i) 論理ゲートファミリーを構成する他の基本回路の誤り確率の評価。(ii) 回路の誤り確率を減少させるための抵抗を用いない回路方式の検討。を行う必要がある。

单电子传输逻辑电路是一维微隧道结阵列中单个电子的传播对应一位信息的一种新型逻辑电路，它不同于以前提出的逻辑电路。电位的存在与否对应于一个位，是一种逻辑电路方法。单电子传输逻辑电路与迄今为止研究的单电子逻辑电路的工作原理不同，因为通过传输线传播的电子本身以具有比特信息的粒子的形式在逻辑电路中传播。到目前为止，我们已经通过数值模拟的研究验证了由单电子传输型逻辑电路组成的逻辑门族的正常工作。此外，电荷转移型逻辑电路正常工作时的电路参数裕度比其他单电子逻辑门要大，表明该逻辑电路在鲁棒性方面具有优越性。今年，我们使用蒙特卡罗方法通过数值模拟评估了电荷转移逻辑电路的错误概率，并获得了以下发现。 (i) 使用蒙特卡罗方法计算单电子传输线的错误概率的结果与基于热激活隧道过程的理论分析结果非常吻合。 (ii)分支电路的错误概率在低温下趋于饱和，并且错误概率的饱和值取决于电路的时间常数。为了降低出错概率，需要增大电路的时间常数。未来的任务包括：（i）评估构成逻辑门系列的其他基本电路的错误概率； (ii) 检查不使用电阻器的电路系统，以减少电路错误的可能性。需要完成。