磁性量子元胞自动机功能阵列的实验研究

采用电子束光刻、热蒸镀和剥离工艺在室温下制备了多组磁性量子元胞自动机器件功能阵列. 实验研究了曝光剂量和曝光时间对三个不同间距参数磁性量子元胞自动机阵列图案的影响, 发现100 pA电子束束流和0.38 μs曝光时间可获得理想的阵列图案. 对制备的反相器阵列结构进行了磁力显微测试, 结果显示了正确的逻辑功能, 成功实现了不同间距参数功能阵列的实验制备. 此外, 实验还发现纳磁体阵列制备中容易出现缺陷, 模拟结果表明丢失纳磁体缺陷导致了信号传递反相.     

基于概率模型的量子元胞自动机加法器容错性能研究

采用概率转移矩阵方法和电路分割理论建立了两种结构的量子元胞自动机 (QCA)加法器的容错性模型, 深入分析了各组成元件对加法器的整体容错性能的影响. 指出元件在较低的正确概率时, 传输线对整体正确概率影响较小, 而当元件正确概率较高时, 传输线的正确概率对整体正确概率的影响急剧增大, 并且在整个参数变化范围内反相器始终是影响整体正确概率的主要元件. 采用Frobenius范数对两种同一功能不同结构的QCA加法器的整体容错性能进行了比较, 发现由5输入择多逻辑门构成的QCA加法器的整体容错性能优良. 这对于目前QCA加法器的容错性设计以及今后大规模QCA电路的容错性设计具有重要意义.