Электрический ток и второй закон термодинамики в концепции наноэлектроники «снизу – вверх»

Авторы: Кругляк Ю.А., Ременяк Л.В.

Год: 2016

Выпуск: 20

Страницы: 91-109

Аннотация

В рамках концепции «снизу – вверх» современной наноэлектроники рассматриваются потоки электронов и тепла через проводник с учетом окружающей среды и строится равновесная термодинамика проводника с током, подчеркивается роль в ней фоковских состояний, обсуждается накопление информации в неравновесном состоянии и подробно анализируется модель информационно-управляемого аккумулятора и связь ее с принципом Ландауэра о минимальной энергии, необходимой для стирания одного бита информации, который недавно прошел экспериментальную проверку. Вводится понятие квантовой энтропии и обсуждаются отдельные аспекты ее применения, подчеркивается актуальность интегрирования спинтроники и магнетроники в связи с предстоящим переходом к спиновой архитектуре вычислительных устройств.

Теги: информационная емкость; нанофизика; наноэлектроника; принцип Ландауэра; термодинамика резистора

Список литературы

  1. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки. Виникнення струму, формулювання закону Ома і моди провідності в концепції «знизу – вгору» / Ю.О. Кругляк, Н.Ю. Кругляк, М.В. Стріха // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2012. – Т. 9, № 4. – C. 5–30.
  2. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки. Роль електростатикі і контактів в концепції «знизу – вгору» /Ю.О. Кругляк М.В. Стріха/ Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – Т. 11, № 4. – С. 5.
  3. Feynman R.P. Statistical Mechanics. San Francisco: Benjamin — Cummings, 1972.
  4. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки: термоелектричні явища в концепції «знизу – вгору» / Ю.О. Кругляк, Н.Ю. Кругляк, М.В. Стріха // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – Т. 10, № 1. – С. 6–21.
  5.  Fock V. Konfigurationsraum und zweite Quantelung. Z. Phys., 1932, vol.75, pp. 622-647.
  6. Моздор Е.В. Матричные элементы операторов физических величин на одноконфигурационных функциях радикалов / Е.В. Моздор, Ю.А. Кругляк, В.А.Куприевич // Теор. экспер. химия. – 1969. – Т. 5, № 6. – С. 723–730.
  7. Kuprievich V.A., Kruglyak Yuri A., Mozdor E.V. Full configuration interaction for the benzyl radical. Intern.J.Quantum Cem, 1970, vol.4, no.1, pp. 73-87.
  8.  Kuprievich V.A., Kruglyak Yu.A., Mozdor E.V. The Configuration Interaction Method in the Second Quantization Representation. Croat.Chem.Acta, 1971, vol.43, pp.1-13.
  9. Kruglyak Yu.A., Mozdor E.V., Kuprievich V.A. Study of the Electronic Structure of Radicals by the CI Method. 1. Matrix Elements of the Physical Value Operators. Croat.Chem.Acta, 1971, vol.43, pp.15-23.
  10. Kruglyak Yuri A., Ukrainsky I.I. Study of the electronic structure of alternant radicals by the DODS method. Intern. J. Quantum Chem, 1970, vol.4, no.1, pp. 57–72.
  11. Украинский И.И. Изучение электронной структуры альтернантных радикалов методом расщепленных орбиталей / И.И. Украинский, Ю.А. Кругляк //УФЖ. – 1970. – Т. 15, № 7. – С. 1068-1081.
  12. Kruglyak Yuri A., Dyadyusha G.G. Torsion Barriers of End-Groups in Cumulenes. I. General Consideration. Theor. Chim.Acta, 1968, vol.10, pp.23–32.
  13. Dill Ken A., Bromberg Sarina. Molecular Driving Forces: Statistical Thermodynamics in Biology, Chemistry, Physics, and Nanoscience, 2nd Edition. New York: Garland Science, 2010.
  14. Salahuddin Sayeef, Datta S. An All Electrical Spin Detector. Sixth IEEE Conference on Nanotechnology, 2006, vol.2, pp.834 — 837.
  15. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки: Спінтроніка в концепції «знизу – вгору» / Ю.О. Кругляк, Н.Ю. Кругляк, М.В. Стріха // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – Т.10, № 2. – С. 5–37.
  16. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике / К. Шеннон. — М: Изд-во ИЛ, 2002.
  17. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация / М.В. Волькенштейн. – М: Изд-во «Наука», 2006.
  18. Landauer Rolf. Irreversibility and heat generation in the computing process. IBM J. Res. Dev, 1961, vol.5, pp. 183-191.
  19. Bennett Charles H. Notes on Landauer’s principle. Reversible Computation and Maxwell’s Demon. History and Philosophy of Modern Physics, 2003, vol.34, pp. 501–510.
  20. Bérut Antoine, Arakelyan Artak, Petrosyan Artyom, Ciliberto Sergio, Dillenschneider Raoul, Lutz Eric. Experimental verification of Landauer’s principle linking information and thermodynamics. Nature, 2012, vol.483, pp. 187–189.
  21. Leff H.S., Rex A.F. (Eds). Maxwell’s Demon 2 Entropy, Classical and Quantum Information, Computing. Bristol: Institute of Physics Publishing, 2003. 502 p.
  22. Datta S. Nanodevices and Maxwell’s Demon. Lecture Notes in Nanoscale Science and Technology. Vol.2. Nanoscale Phenomena: Basic Science to Device Applications. Berlin: Springer, 2008 (Eds: Z.K. Tang, P. Sheng).
  23. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки: Метод нерівноважних функцій Гріна в матричному зображенні. Теорія / Ю.О. Кругляк, М.В. Стріха //Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2013. – Т.10, №3. – С. 22–35.
  24. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки: Квантова інтерференція і дефазіровка в методі нерівноважних функцій Гріна. / Ю.О. Кругляк, М.В. Стріха // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – Т.11, №3. – С. 5.
  25. Кругляк Ю.О. Уроки наноелектроніки: Транспорт спінів в моделі НРФГ і квантовий спіновий ефект Хола в концепції «знизу – вгору». / Ю.О. Кругляк, М.В. Стріха // Sensor Electronics Microsys. Tech. – 2014. – Т.11, №2. – С. 5.
  26. Horodecki R., Horodecki P., Horodecki M., Horodecki K. Quantum entanglement. Rev. Mod. Phys, 2007, vol.81, no.2, pp. 865–942.
  27. Friedman Jonathan R., Sarachik Myriam P. Single-Molecule Nanomagnets. Ann. Rev. Cond. Matter Phys, 2010, vol.1, pp. 109-128.
Скачать полный текст (PDF)