• Carbon letters
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• 제21권
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• pp.8-15
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• 2017

The thermoelectric Seebeck and Peltier effects of a single walled carbon nanotube (SWCNT) quantum dot nanodevice are investigated, taking into consideration a certain value of applied tensile strain and induced ac-field with frequency in the terahertz (THz) range. This device is modeled as a SWCNT quantum dot connected to metallic leads. These two metallic leads operate as a source and a drain. In this three-terminal device, the conducting substance is the gate electrode. Another metallic gate is used to govern the electrostatics and the switching of the carbon nanotube channel. The substances at the carbon nanotube quantum dot/metal contact are controlled by the back gate. Results show that both the Seebeck and Peltier coefficients have random oscillation as a function of gate voltage in the Coulomb blockade regime for all types of SWCNT quantum dots. Also, the values of both the Seebeck and Peltier coefficients are enhanced, mainly due to the induced tensile strain. Results show that the three types of SWCNT quantum dot are good thermoelectric nanodevices for energy harvesting (Seebeck effect) and good coolers for nanoelectronic devices (Peltier effect).

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권2호
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• pp.649-654
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• 2014

In this paper, an analytical model for Surrounding Gate (SG) metal-oxide- semiconductor field effect transistors (MOSFETs) considering quantum effects is presented. To achieve this goal, we have used variational approach for solving the Poission and Schrodinger equations. This model is developed to provide an analytical expression for inversion charge distribution function for all regions of device operation. This expression is used to calculate the other important parameters like inversion charge density, threshold voltage, drain current and gate capacitance. The calculated expressions for the above parameters are simple and accurate. This paper also focuses on the gate tunneling issue associated with high dielectric constant. The validity of this model was checked for the devices with different dimensions and bias voltages. The calculated results are compared with the simulation results and they show good agreement.

• ETRI Journal
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• 제42권6호
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• pp.912-921
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• 2020

Quantum-dot cellular automata (QCA) is an alternative complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology that is used to implement high-speed logical circuits at the atomic or molecular scale. In this study, an optimal 2-to-4 decoder in QCA is presented. The proposed QCA decoder is designed using a new formulation based on the MV32 gate. Notably, the MV32 gate has three inputs and two outputs, which is equivalent two 3-input majority gates, and operates based on cellular interactions. A multilayer design is suggested for the proposed decoder. Subsequently, a new and efficient 3-to-8 QCA decoder architecture is presented using the proposed 2-to-4 QCA decoder. The simulation results of the QCADesigner 2.0.3 software show that the proposed decoders perform well. Comparisons show that the proposed 2-to-4 QCA decoder is superior to the previously proposed ones in terms of cell count, occupied area, and delay.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.141-143
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• 2002

We have simulated and Laid out a Single Flux Quantum(SFQ) AND gate for Arithmetic Logic Unit by using XIC, WRspice and Lmeter. This circuit is a combination of two D Flip-Flop. D Flip- Flop and dc SQUID are the similar shape from the fact that it has the a loop inductor and two Josephson junction. We also obtained operating margins and accomplished layout of the AND gate. We got the margin of $\pm$42% over.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권10호
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• pp.15-22
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• 2008

기존의 MOSFET는 단채널 현상의 증가로 인하여 스케일링에 한계를 가지고 있다. Double-Gate MOSFET (DG-MOSFET)는 소자의 길이가 축소되면서 나타나는 단채널 현상을 효과적으로 제어하는 차세대 소자이다. DG-MOSFET으로 소자를 축소시키면 채널 길이가 10nm 이하에서 게이트 방향뿐만 아니라 소스와 드레인 방향에서도 양자 효과가 발생한다. 또한 게이트 길이가 매우 짧아지면 ballistic transport 현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 2차원 양자 효과와 ballistic transport를 고려하여 DG-MOSFET의 특성을 분석하였다. 또한 단채널 효과를 줄이기 위해서 $t_{si}$와 underlap 그리고 lateral doping gradient를 이용하여 소자 구조를 최적화하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.35-39
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• 2002

We have simulated and laid out a Single Flux Quantum(SFQ) AND gate for Arithmetic Logic Unit by using XIC, WRspice and Lmeter. SFQ AND gate circuit is a combination of two D Flip-Flop. D Flip-Flop and dc SQUID are the similar shape form the fact that it has the loop inductor and two Josephson junction We obtained perating margins and accomplished layout of the AND gate. We got the margin of $\pm$38%. over. After layout, we drew mask for fabrication of SFQ AND sate. This mask was included AND gate, dcsfq, sfqdc, rs flip-flop and jtl.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.189-194
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• 2017

양자논리회로의 가역성은 정보 가역적 및 에너지 가역적 회로라는 두 가지 가역 조건을 만족할 때 실현될 수 있다. 본 논문은 다치 양자논리 회로에서 원래상태로의 정보가역성 회복에 필요한 연산 사이클을 모델링하였다. 모델링을 위해 유니터리 스위치를 산술 멱승 스위치로 사용하는 함수 임베딩 방법을 사용하였다. 양자논리회로에서 수반게이트 쌍이 대칭이면 유니터리 스위치함수가 균형함수 특성을 보임으로써 원래상태의 정보 가역성 회복에 1 사이클 연산이 소요되었다. 반대로 비대칭 구조이면 상수 함수에 의해 2 사이클 연산이 소요되었다. 본 논문은 ternary M-S 게이트로 hybrid MCT 게이트를 실현할 경우의 비대칭 구조에 따른 2 사이클 복원 문제는 비대칭 구조의 수반게이트들을 대칭구조의 수반게이트로 등가 변환하여 해결할 수 있음을 밝혔다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.631-637
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• 2016

CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor)의 소형화에 대한 한계를 극복할 수 있는 대체 기술 중 하나인 양자 셀룰라 오토마타 (QCA; quantum cellular automata)는 나노 단위의 셀들로 이루어져 있고, 전력의 소모량이 매우 적은 것이 특징이다. QCA를 이용한 다양한 회로들이 연구되고 있고, 그 중에서 XOR (exclusive-OR)게이트는 오류 검사 및 복구에 유용하게 사용되고 있다. 기존의 XOR 논리 게이트는 확장성이 부족하고, 클럭 구간의 수가 많이 소요되며, 실제 구현에 어려움이 있는 경우가 많다. 이러한 단점을 극복하기 위해 클럭 구간의 수를 단축한 다수결 게이트를 이용한 XOR 논리 게이트를 제안한다. 제안한 회로는 기존의 XOR 논리 게이트들과 비교 분석하고 그 성능을 검증한다.

• Journal of Electrical Engineering and information Science
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• 제2권6호
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• pp.208-211
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• 1997

We have fabricated a single-electron-tunneling(SET) transistor with a dual gate geometry based on the SOI structure prepared by SIMOX wafers. The split-gate is the lower-gate is the lower-level gate and located ∼ 100${\AA}$ right above the inversion layer 2DEG active channel, which yields strong carrier confinement with fully controllable tunneling potential barrier. The transistor is operating at low temperatures and exhibits the single electron tunneling behavior through nano-size quantum dot. The Coulomb-Blockade oscillation is demonstrated at 15mK and its periodicity of 16.4mV in the upper-gate voltage corresponds to the formation of quantum dots with a capacity of 9.7aF. For non-linear transport regime, Coulomb-staircases are clearly observed up to four current steps in the range of 100mV drain-source bias. The I-V characteristics near the zero-bias displays typical Coulomb-gap due to one-electron charging effect.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.719-724
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• 2003

본 논문은 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대하여 연구하였다. 소자의 크기는 일반화된 스켈링 이론을 사용하여 100nm 에서 40m까지 스켈링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM) 모델을 정전계 스켈링 이론과 정전압 스켈링 이론에 적용하여 문턱전압을 조사하였으며, gate oxide 두께의 변화 따른 direct tunneling current를 조사하였다. 결과적으로 게이트 길이가 감소됨에 따라 문턱전압이 정전계 스켈링에서는 감소하고 정전압 스켈링에서는 증가함을 알았고 direct tunneling current는 gate oxide 두께가 감소함에 따라 증가됨을 알았다. 또한 채널 길이의 감소에 따른 MOSFET의 문턱전압에 대한 roll-off특성을 최소화하기 위하여 일반화된 스켈링에서 $\alpha$값은 거의 1 이여야 함을 알았다.