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相似文献
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1.
磁性量子元胞自动机逻辑电路的转换特性研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
杨晓阔  蔡理  康强  柏鹏  赵晓辉  冯朝文  张立森 《物理学报》2011,60(9):98503-098503
本文研究了磁性量子元胞自动机反相器和择多逻辑门等基本逻辑电路在不同纳磁体厚度和间距下的转换特性.采用单畴近似LLG方程对纳磁体以及电路进行了建模和仿真,结果表明更厚的纳磁体需要更大的转换磁脉冲,大厚度纳磁体逻辑电路表现出较慢的转换;相同厚度和间距下,择多逻辑门比反相器的转换时间略长.此外,模拟结果还表明纳磁体间距对反相器的转换过程影响明显,而对择多逻辑门则影响较小. 关键词: 磁性量子元胞自动机 转换特性 厚度和间距 逻辑电路  相似文献   

2.
杨晓阔  蔡理  康强  李政操  陈祥叶  赵晓辉 《物理学报》2012,61(9):97503-097503
磁性量子元胞自动机拐角结构是一种同时含有铁磁耦合和反铁磁耦合的电路. 理论模拟了外加时钟场作用下铸铁磁性材料拐角结构的信号传递. 采用微磁仿真给出了信号传递的磁化演化图, 结果证实了铸铁纳磁体能够实现含有两种冗长耦合结构的稳定转换. 实验制备了相应的拐角结构, 扫描电子显微图和磁力显微图结果显示了成功的电路图案和正确的两种耦合方式信号传递.  相似文献   

3.
通过建立微波激励下的非对称条形多铁纳磁体的微磁模型,研究了倾斜角和缺陷角对该形纳磁体的铁磁共振谱和自旋波模式的影响.通过对微磁仿真得到的动态磁化数据进行分析发现,非对称条形纳磁体倾斜角度增加,铁磁共振频率随之增加,而这一现象与纳磁体的缺陷角度无关.倾斜角不变,非对称条形纳磁体的铁磁共振频率与缺陷角度呈单调递增关系,并且不同缺陷角度纳磁体的自旋波模式显示出极大的差异.非对称条形纳磁体与矩形纳磁体相比,它的自旋波模式局部化,具体为非对称条形纳磁体的自旋波模式不对称且高进动区域存在于边缘,表现为非对称边缘模式.倾斜角改变导致纳磁体内部退磁场变化,引起纳磁体边缘模式的移动,而中心模式对倾斜角的变化并不敏感.最后,对建立的模型在高频微波磁场激励下的磁损耗进行了分析,验证了模型的可靠性.这些结论说明缺陷角和倾斜角可用于纳磁体自旋波模式和铁磁共振频率的调谐,所得结果为可调纳磁微波器件的设计提供了重要的理论依据和思路.  相似文献   

4.
刘嘉豪  杨晓阔  危波  李成  张明亮  李闯  董丹娜 《物理学报》2019,68(1):17501-017501
纳米磁性逻辑器件具有高抗辐射性、低功率、天然非易失性等优势,应用前景广阔.倾斜放置的纳磁体具有翻转倾向性,在控制时钟撤去后倾斜纳磁体倾向于翻转至长轴的一端.利用倾斜纳磁体的翻转倾向性,提出了一种应力调控的与(或)磁逻辑门,并建立了其动态磁化的数学模型.使用微磁学方法对逻辑门进行了仿真,结果验证了预期逻辑门功能.与现有的逻辑门相比,基于倾斜纳磁体的与(或)门结构具有能耗更低、可靠性更高和制造工艺更简单等优点.  相似文献   

5.
张明亮  蔡理  杨晓阔  秦涛  刘小强  冯朝文  王森 《物理学报》2014,63(22):227503-227503
纳磁逻辑电路具有低功耗、非易失和可常温下制备等优点, 实现低功耗片上时钟是其集成化的必备条件. 本文提出了一种基于交换作用的纳磁逻辑电路片上时钟结构, 用载流铜导线产生的奥斯特场将铁磁体薄膜覆层进行磁化, 然后依靠铁磁体层与纳磁体界面存在的交换作用场使后者磁化方向发生翻转. 与轭式铁磁体时钟用外磁场控制纳磁体磁化方向相比, 该方案在功耗方面降低了5/6, 时钟边界杂散场强度降低了2/3, 达到降低功耗、减轻串扰的目的. 此外, 采用微磁仿真进一步验证了该时钟结构上的纳磁体逻辑阵列可以实现逻辑功能. 关键词: 纳磁逻辑 片上时钟 交换作用  相似文献   

6.
吴学科  黄伟其  董泰阁  王刚  刘世荣  秦朝介 《物理学报》2016,65(10):104202-104202
在纳米晶体硅制备的过程中, 晶化处理是影响和提高纳米硅发光效率的重要制备环节. 热退火、激光退火和电子束辐照是使纳米硅样品晶化的不同方式. 实验表明: 选取适当的晶化方式和参量对制备纳米硅晶体结构至关重要, 特别是在制备硅量子点和量子面的过程中控制好参量, 可以得到较高的发光效率. 有趣的是, 在实验中发现: 当晶化时间较短(如低于20 min)时, 可以获得较好的纳晶硅结构(如量子点结构), 对应于较好的纳晶硅光致发光(PL)和掺杂局域态发光; 当晶化时间较长(如超过30 min)时, 纳米晶体硅结构被破坏, 致使PL谱逐渐减弱与消失. 结合热退火、激光退火和电子束辐照对纳米硅晶化过程, 本文建立起晶化时间对纳米硅局域态发光影响机理的物理模型, 解释了晶化时间对纳米硅局域态发光的影响.  相似文献   

7.
量子点器件技术广泛应用于量子计算和光电器件上.成核位置的均匀性、有序性和尺寸一致性,可以有效提高光电器件性能.为了实现阵列量子点的可控性,本文采用湿法刻蚀制备图形化衬底,理论上解释了铟原子在图形化衬底上成核现象,产生有序的量子点分布特征,发现图形衬底的缺陷诱导在平台边缘和沟壑边缘成核,形成较大的量子点.在Stranski-Krastanow模式下图形衬底制备多周期量子点,发现多周期生长可以弱化台阶结构对量子点分布的限制作用.  相似文献   

8.
利用半导体量子点阵列结构实现近邻耦合是规模化扩展自旋量子比特的主要方案之一.随着量子点数目的增加,量子点阵列器件的制作工艺及参数调控均愈加复杂.本文介绍了一种重叠栅工艺结构,利用多层相互重叠且具有不同功能的栅极定义量子点,制作出结构紧凑、调控性好的量子点阵列器件,解决了工艺扩展的难题.此外,本文发展了一套高效可靠的调控方法,按顺序逐个添加量子点并建立虚拟电极,实现了对量子点参数的独立控制,并且能够高效且独立地调控各量子点中的电子数目,克服了大规模量子点阵列中电压参数配置的困难.这些方法为未来实现大规模自旋比特阵列提供了一种标准化的方案.  相似文献   

9.
利用自组装的嵌段聚合物有序图案为模板来制备有序金属颗粒纳米阵列是人们关注的热点之一.本文概述了最近利用团簇束流沉积系统将银团簇淀积在聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)三嵌段聚合物自组装形成的有序图案上,制备了有序的银纳米颗粒阵列材料,如线形银团簇颗粒阵列和二维银团簇颗粒阵列.利用自编的径向分布函数计算程序对线形银团簇颗粒阵列进行了定量分析,进一步定标了这种线形阵列的有序度,发现在同一线形阵列内有小部分银团簇是近接排列的,大部分团簇颗粒是等间距排列的.同时探讨了这些有序阵列形成的机制.并讨论了利用紫外-可见分光光度计和拉曼谱仪研究这些有序阵列所得到的相关性质.  相似文献   

10.
提出了采用环境友好型InP/ZnS核壳结构量子点材料制备匹配蓝光Micro-LED阵列的量子点色转换层以实现Micro-LED阵列器件全彩化的技术方案。通过采用倒置式量子点色转换层方案,实现了InP/ZnS量子点材料和Micro-LED阵列的非直接接触,从而可以缓解LED中热量聚集导致的量子点材料发光主波长偏移、半峰宽展宽以及发光效率衰减等问题。量子点色转换层中内嵌PDMS聚合物柔性膜层,可以消除咖啡环效应,同时,色转换层中内嵌飞秒激光图案化处理的500 nm长波通滤光膜层,可以抑制蓝光从非蓝色像素单元出射。最后,实验制备了像素单元中心间距90μm的16×16 InP/ZnS量子点色转换层。该设计可以实现基于蓝光Micro-LED阵列的全彩色Micro-LED显示器件的制备,并且该制备方法可以降低全彩色Micro-LED阵列显示器件的制备成本。  相似文献   

11.
Physical limitations foreshadow the eventual end to traditional Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) scaling. Therefore, interest has turned to various materials and technologies aimed to succeed to traditional CMOS. Magnetic Quantum dot Cellular Automata (MQCA) are one of these technologies. Working MQCA arrays require very complex techniques and an excellent control on the geometry of the nanomagnets and on the quality of the magnetic thin film, thus limiting the possibility for MQCA of representing a definite solution to cost-effective, high density and low power consumption device demand. Counter-intuitively, moving towards bigger sizes and lighter technologies it is still possible to develop multi-state logic devices, as we demonstrated, whose main advantage is cost-effectiveness. Applications may be seen in low cost logic devices where integration and computational power are not the main issue, eventually using flexible substrates and taking advantage of the intrinsic mechanical toughness of systems where long range interactions do not need wirings. We realized cobalt micrometric MQCA arrays by means of Electron Beam Lithography, exploiting cost-effective processes such as lift-off and RF sputtering that usually are avoided due to their low control on array geometry and film roughness. Information relative to the magnetic configuration of MQCA elements including their eventual magnetic interactions was obtained from Magnetic Force Microscope (MFM) images, enhanced by means of a numerical procedure and presented in differential maps. We report the existence of bi-stable magnetic patterns, as detected by MFM while sampling the z-component of magnetic induction field, arising from dipolar inter-element magnetostatic coupling, able to store and propagate binary information. This is achieved despite the array quality and element magnetic state, which are low and multi-domain, respectively. We discuss in detail shape, inter-element spacing and dot profile effects on the magnetic coupling. Numerical Finite Element Method (FEM) simulations show a possible microspin arrangement producing such magnetostatic coupling.  相似文献   

12.
采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了高度有序的多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina,PAA)薄膜。以多孔氧化铝薄膜为模板,采用真空电子束蒸发的方法在多孔氧化铝模板上制备出了高度有序的金属银纳米点阵列体系。扫描电镜(SEM)测试结果表明,所制备的金属银纳米点阵列与多孔阳极氧化铝膜的多孔阵列具有完全相同的有序结构,阵列中银纳米颗粒的形状接近球形,其直径大约为70nm,与氧化铝模板的孔径基本一致。研究了高度有序银纳米点阵列的形成过程。  相似文献   

13.
凹折射微透镜阵列的离子束刻蚀制作   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用光刻热熔成形工艺及离子束刻蚀制作 12 8× 12 8元凹微透镜阵列。所制硅及石英凹微透镜的典型基本图形分别为凹球冠形、凹柱形和矩顶凹面形。分析了在光致抗蚀剂柱凹微透镜图形制作过程中的膜系匹配特性 ,与制作该种微透镜有关的光掩模版的主要结构参数 ,以及光致抗蚀剂掩模工艺参数的控制依据等。探讨了在凹微透镜器件制作基础上利用成膜工艺开展平面折射微透镜器件制作的问题。采用扫描电子显微镜 (SEM)和表面轮廓仪测试了所制石英凹微透镜阵列的表面微结构形貌。给出了所制石英凹微透镜阵列远场光学特性的测试结果。  相似文献   

14.
Fabrication of Nanomaterials Using Porous Alumina Templates   总被引:7,自引:0,他引:7  
Nanofabrication by self-organization methods has attracted much attention owing to the fact that it enables mass production without the use of expensive lithographical tools, such as an electron beam exposure system. Porous alumina can be fabricated electrochemically through anodic oxidation of aluminum by means of such a self-organization method, yielding highly ordered arrays of nanoholes several hundreds down to several tens of nanometers in size. This paper is an overview of recent research on porous alumina science and technology, nanohole array self-organization conditions and mechanisms, various methods of nanostructure formation using porous alumina templates, optical and magnetic nanofabrication, perspectives on electronic nano device fabrication and chemical/biological sensors and membranes.  相似文献   

15.
Recently, individual reduced-symmetry metal nanostructures and their plasmonic properties have been studied extensively. However, little attention has been paid to the approach to fabricating ordered reduced-symmetry metal nanostructure arrays. In this paper, a novel perforated silver nanocap array with high surface-enhanced Raman scattering (SERS) activity and fluorescence suppression is reported. The array is fabricated by electron beam evaporating Ag onto the perforated barrier layer side of a hard anodization (HA) anodic aluminum oxide (AAO) template. The morphology and optical property of the perforated silver nanocap array are characterized by an atomic force microscope (AFM), a scanning electron microscope (SEM), and absorption spectra. The results of SERS measurements reveal that the perforated silver nanocap array offers high SERS activity and fluorescence suppression compared with an imperforated silver nanocap array.  相似文献   

16.
本文首先研究了具有通常柱间距(大于100 nm)的纳米柱阵列在近红外波段的光学特性并实现了通过改变阵列参数(如周期)来调制局域表面等离子体谐振. 随后,通过使用电子束直写和离子束刻蚀的方法制备出具有超小柱间距(小于50 nm)和超高密度(ultrahigh density)的纳米柱阵列并通过对表面等离子体谐振的调制实现了在可见光波段滤出不同颜色的单色光. 本文中所展示的纳米柱功能阵列可以与现有的数字光处理(digital light processing,DLP)技术相兼容进而构造具有超小像素的显示屏,可以在显示、成像等领域取得广泛的应用. 关键词: 纳米柱 超小间距 超高密度 显示  相似文献   

17.
飞秒激光和酸刻蚀方法制作凹面微透镜阵列   总被引:2,自引:1,他引:1  
基于飞秒激光光刻技术和氢氟酸对光学玻璃的刻蚀,在K9光学玻璃表面制作了凹面微透镜阵列,并且可以以此为模板实现凸微透镜阵列的大量复制.用相位对比显微镜和扫描电子显微镜分析了微透镜阵列的表面轮廓,测试了微透镜阵列的光学衍射特征.该方法简单、透镜参量可控,制作的微透镜阵列能够用于分光、光束匀化、并行光刻等强激光领域.  相似文献   

18.
The extraordinary optical transmission(EOT) phenomenon of nano-periodic aperture array in metallic film has been widely investigated and used in biosensors. The surface plasmon resonance and cavity mode in some periodic nanostructures, such as nanohole and nanoslit, cause EOTs at certain wavelengths. This resonance wavelength is sensitive to the refractive index on the surface of periodic nanostructures. Therefore, the metallic nanostructures are expected to be good sensing elements. The sensing performances of gold nanoslit arrays are experimentally and theoretically investigated.Three-dimensional finite difference time domain(FDTD) simulations are utilized to explore their transmission spectra and steady-state field intensity distributions. The electron beam evaporation, electron beam lithography, and ion milling are applied to the gold nanoslit arrays with different widths and periods. The sensing performances of the gold nanoslit array are characterized via transmission spectra in four kinds of refractive index samples. The highest sensitivity reaches726 nm/RIU when the width of the gold nanoslit array is 38.5 nm.  相似文献   

19.
We investigated the interaction of discrete solitons with defect states fabricated in arrays of coupled waveguides. We achieved attractive and repulsive defects by decreasing and increasing, respectively, the spacing of one pair of waveguides in an otherwise uniform array. Linear and nonlinear propagation in the same samples show distinctly different properties. The role of the Peierls-Nabarro potential in the interaction of the soliton with the defect is discussed.  相似文献   

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