面向量子计算的极低温电子元器件研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-31页 |
| 1.1 晶体管尺寸和摩尔定律 | 第17-19页 |
| 1.2 量子计算机 | 第19-22页 |
| 1.2.1 量子比特 | 第19页 |
| 1.2.2 量子计算的5+2判据 | 第19-21页 |
| 1.2.3 量子计算摩尔定律 | 第21-22页 |
| 1.3 低温CMOS技术 | 第22-24页 |
| 1.4 研究内容 | 第24页 |
| 1.5 论文的组织结构 | 第24-26页 |
| 参考文献 | 第26-31页 |
| 第2章 量子计算低温测试技术 | 第31-49页 |
| 2.1 量子计算系统构成 | 第32-35页 |
| 2.1.1 量子比特 | 第32-33页 |
| 2.1.2 量子芯片的工作环境 | 第33页 |
| 2.1.3 量子芯片的测控电路 | 第33-35页 |
| 2.2 量子计算电子学读出和控制需求 | 第35-41页 |
| 2.2.1 超导约瑟夫森结量子比特读出 | 第35-38页 |
| 2.2.2 半导体量子比特操控与读出 | 第38-41页 |
| 2.3 量子计算低温CMOS技术 | 第41-44页 |
| 2.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 参考文献 | 第45-49页 |
| 第3章 极低温环境搭建和电子学测量 | 第49-73页 |
| 3.1 低温平台及测量方式 | 第49-57页 |
| 3.1.1 液氦杜瓦测试平台 | 第50-52页 |
| 3.1.2 1.5K快速换样低温腔 | 第52-54页 |
| 3.1.3 ~3He制冷机 | 第54页 |
| 3.1.4 测量仪器 | 第54-57页 |
| 3.2 极低温下的无源器件 | 第57-63页 |
| 3.2.1 极低温下的电阻 | 第57-59页 |
| 3.2.2 极低温下的电容 | 第59-63页 |
| 3.3 极低温下的有源器件 | 第63-68页 |
| 3.3.1 极低温下的PN结 | 第63-65页 |
| 3.3.2 极低温下的HEMT | 第65-67页 |
| 3.3.3 极低温下的STTMRAM | 第67-68页 |
| 3.3.4 极低温下的LBJT | 第68页 |
| 3.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 第4章 极低温下的CMOS晶体管测试与建模 | 第73-97页 |
| 4.1 180 nm Bulk CMOS简介 | 第73-75页 |
| 4.2 不同温度晶体管测试 | 第75-81页 |
| 4.2.1 Ⅰ-Ⅴ曲线表征 | 第75-79页 |
| 4.2.2 阈值电压 | 第79-80页 |
| 4.2.3 MOS晶体管的跨导 | 第80页 |
| 4.2.4 MOS晶体管的开关比 | 第80-81页 |
| 4.3 CMOS器件的极低温建模 | 第81-89页 |
| 4.3.1 阈值电压 | 第81-82页 |
| 4.3.2 漂移速度 | 第82-83页 |
| 4.3.3 统一的源漏电流和电压表达式 | 第83-84页 |
| 4.3.4 模型参数提取 | 第84-89页 |
| 4.4 低温Kink效应与模型修正 | 第89-91页 |
| 4.5 本章小结 | 第91-92页 |
| 参考文献 | 第92-97页 |
| 第5章 极低温逻辑电路的设计 | 第97-119页 |
| 5.1 晶体管级数字逻辑电路的设计方法 | 第97-99页 |
| 5.2 工作在液氦温度下的CMOS反相器 | 第99-110页 |
| 5.2.1 反相器的工作原理 | 第99页 |
| 5.2.2 反相器的电路设计和仿真 | 第99-100页 |
| 5.2.3 反相器的常温仿真 | 第100-104页 |
| 5.2.4 反相器的低温仿真 | 第104-107页 |
| 5.2.5 反相器的开关特性 | 第107-110页 |
| 5.2.6 CMOS反相器版图设计与后端仿真 | 第110页 |
| 5.3 工作在液氦温度下的CMOS静态逻辑门 | 第110-115页 |
| 5.3.1 CMOS与非门和或非门 | 第110-113页 |
| 5.3.2 CMOS与非门和或非门的电路仿真 | 第113-115页 |
| 5.3.3 异或门 | 第115页 |
| 5.4 本章小结 | 第115-117页 |
| 参考文献 | 第117-119页 |
| 第6章 总结与展望 | 第119-125页 |
| 6.1 论文总结 | 第119-120页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第120-122页 |
| 6.2.1 自底向上 | 第120页 |
| 6.2.2 自顶向下 | 第120-121页 |
| 6.2.3 极端环境的电子学 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-125页 |
| 附录A BSIM模型中的参数 | 第125-131页 |
| 致谢 | 第131-133页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第133页 |
