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1、上海交通大学硕士学位论文碳纳米管互连电热耦合特性研究及其对传输信号的影响姓名：陈文超申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：尹文言20081201上海交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTELECTRO-THERMALCHARACTERAZITIONOFCAOBONNANOTUBEINTERCONNECTANDITSIMPACTONSIGNALTRANSMISSIONABSTRACTElectro-thermalcharacterizationofmetalliccarbonnanotube(CNT)interconnectarraysb
2、iasedbyhighsignalvoltagesisperformedinthisthesis,whichmayconsistofaworkingsignalandanESDpulse.Usingfinite-differencemethodandfinitedifferencemethodintimedomain(FDTD),one-dimensionallongitudinalheatconductionequationofsingle-walledcarbonnanotube(SWCNT)isatfirstsolvednumerically,
3、withCNTlength-dependenttemperaturedistribution,breakdownvoltage,andpowerhandlingcapabilitycapturedandcomparedatlocal,intermediate,andglobalinterconnectlevels,respectively.Amodifiedelectro-thermalequivalentcircuitmodelofSWCNTisproposedwithhybrideffectsofbiasingvoltage,CNTlength,
4、andtemperaturetreatedappropriately.TheSWCNTcircuitmodelisfurtherimplementedforinvestigatingself-heatingimpactonsignalintegritiesofSWCNTarrays,inparticularcrosstalk-inducedtimedelayandnoise.Itistheoreticallydemonstratedthatself-heatingeffectshouldbeconsideredcarefullyinthedesign
5、oflocalSWCNTinterconnectarrayasahigherbiasingsignalvoltageisapplied.Keywords:Carbonnanotube(CNT),ESD,SWCNTarray,temperaturedistribution,breakdownvoltage,powerhandlingcapacity,crosstalk,timedelay,electro-thermalequivalentcircuitmodel.第II页上海交通大学工学硕士学位论文正文第1章绪论1.1碳纳米电子学研究背景在当前科学技术
6、背景下，科学家们普遍认为纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。目前在纳米材料技术正如火如荼的发展，很多突破性的成果已经展现出来，包括碳纳米管、纳米线以及纳米薄膜的制备。在信息科技中，自从1991年Iijima博士发现碳纳米管以来[1]，以其优秀的电热力的特性，而越来越受到全球科学家广泛的关注。众所周知，目前集成电路尺寸已经到了深亚微米甚至纳米的时代，如何在继续的减小电路的尺寸而又使电路的性能得到某种程度的提高，这是一个很有挑战性的课题。因为随着电路尺寸的减小，一些纳米尺度下特殊的效应将会显现出来，如小尺寸效应、量子效应等。然而，碳纳米
7、管的出现为集成电路的进一步发展提供了可能性，因其结构的不同既可以选择做为实现纳米级互联线的材料，又有可能用之来实现有源器件。另一方面，碳纳米管的制备不断取得突破，又为纳米级集成电路的实现提供了坚实的基础，又使科学家对其前景比较乐观。然而，关于碳纳米管的许多物理机制及相关建模的工作仍然存在很多谜团，若要最终实现碳纳米管在集成电路中的应用，还有很长的路要走。由于电热特性对碳纳米互联的稳定性产生影响，其在碳纳米互联线分析及设计过程中占据着不言而喻的重要作用。但是，多壁碳纳米管、以及碳纳米管束的热导率的计算是当前面临的一个比较大的挑战。1上海交通大学工学硕士
8、学位论文正文1.2国内外研究动态继P.J.Berke教授首先提出金属性单壁碳纳米管的传输线模型之后，世界各地
