• 제목/요약/키워드: Quantum Gate

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Gate-Controlled Spin-Orbit Interaction Parameter in a GaSb Two-Dimensional Hole gas Structure

  • Park, Youn Ho;Koo, Hyun Cheol;Shin, Sang-Hoon;Song, Jin Dong;Kim, Hyung-Jun;Chang, Joonyeon;Han, Suk Hee;Choi, Heon-Jin
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.382-383
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    • 2013
  • Gate-controlled spin-orbit interaction parameter is a key factor for developing spin-Field Effect Transistor (Spin-FET) in a quantum well structure because the strength of the spin-orbit interaction parameter decides the spin precession angle [1]. Many researches show the control of spin-orbit interaction parameter in n-type quantum channels, however, for the complementary logic device p-type quantum channel should be also necessary. We have calculated the spin-orbit interaction parameter and the effective mass using the Shubnikov-de Haas (SdH) oscillation measurement in a GaSb two-dimensional hole gas (2DHG) structure as shown in Fig 1. The inset illustrates the device geometry. The spin-orbit interaction parameter of $1.71{\times}10^{11}$ eVm and effective mass of 0.98 $m^0$ are obtained at T=1.8 K, respectively. Fig. 2 shows the gate dependence of the spin-orbit interaction parameter and the hole concentration at 1.8 K, which indicates the spin-orbit interaction parameter increases with the carrier concentration in p-type channel. On the order hand, opposite gate dependence was found in n-type channel [1,2]. Therefore, the combined device of p- and n-type channel spin transistor would be a good candidate for the complimentary logic device.

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Simulative Investigation of Spectral Amplitude Coding Based OCDMA System Using Quantum Logic Gate Code with NAND and Direct Detection Techniques

  • Sharma, Teena;Maddila, Ravi Kumar;Aljunid, Syed Alwee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권6호
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    • pp.531-540
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    • 2019
  • Spectral Amplitude Coding Optical Code Division Multiple Access (SAC OCDMA) is an advanced technique in asynchronous environments. This paper proposes design and implementation of a novel quantum logic gate (QLG) code, with code construction algorithm generated without following any code mapping procedures for SAC system. The proposed code has a unitary matrices property with maximum overlap of one chip for various clients and no overlaps in spectra for the rest of the subscribers. Results indicate that a single algorithm produces the same length increment for codes with weight greater than two and follows the same signal to noise ratio (SNR) and bit error rate (BER) calculations for a higher number of users. This paper further examines the performance of a QLG code based SAC-OCDMA system with NAND and direct detection techniques. BER analysis was carried out for the proposed code and results were compared with existing MDW, RD and GMP codes. We demonstrate that the QLG code based system performs better in terms of cardinality, which is followed by improved BER. Numerical analysis reveals that for error free transmission (10-9), the suggested code supports approximately 170 users with code weight 4. Our results also conclude that the proposed code provides improvement in the code construction, cross-correlation and minimization of noises.

나노 구조 MOSFET의 문턱전압 변화를 최소화하기 위한 스케일링 이론 (Scaling theory to minimize the roll-off of threshold voltage for nano scale MOSFET)

  • 김영동;김재홍;정학기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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    • pp.494-497
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    • 2002
  • 본 논문에서는 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다. 소자 크기는 generalized scaling을 사용하여 100nm에서 40nm까지 스케일링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM)을 사용하여 정전계 스케일링과 정전압 스케일링에 대한 문턱 전압과 각각의 게이트 oxide 두께에 대한 direct tunneling 전류를 조사하였다. 게이트 길이가 감소할 때 정전계 스케일링에서는 문턱전압이 감소하고, 정전압 스케일링에서는 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었고, 게이트 oxide두께가 감소할 때 direct tunneling 전류는 증가함을 알 수 있었다. 감소하는 채널 길이를 갖는 MOSFET 문턱전압에 대한 roll-off 특성을 최소화하기 위해 generalized scaling에서 $\alpha$값은 1에 가깝게 되는 것을 볼 수 있었다.

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Quantum Simulation Study on Performance Optimization of GaSb/InAs nanowire Tunneling FET

  • Hur, Ji-Hyun;Jeon, Sanghun
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권5호
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    • pp.630-634
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    • 2016
  • We report the computer aided design results for a GaSb/InAs broken-gap gate all around nanowire tunneling FET (TFET). In designing, the semi-empirical tight-binding (TB) method using $sp3d5s^*$ is used as band structure model to produce the bulk properties. The calculated band structure is cooperated with open boundary conditions (OBCs) and a three-dimensional $Schr{\ddot{o}}dinger$-Poisson solver to execute quantum transport simulators. We find an device configuration for the operation voltage of 0.3 V which exhibit desired low sub-threshold swing (< 60 mV/dec) by adopting receded gate configuration while maintaining the high current characteristic ($I_{ON}$ > $100 {\mu}A/{\mu}m$) that broken-gap TFETs normally have.

Photocurrent of CdSe nanocrystals on singlewalled carbon nanotube-field effect transistor

  • Jeong, Seung-Yol;Lim, Seung-Chu;Lee, Young-Hee
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.40-40
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    • 2010
  • CdSe nanocrystals (NCs) have been decorated on singlewalled carbon nanotubes (SWCNTs) by combining a method of chemically modified substrate along with gate-bias control. CdSe/ZnS core/shell quantum dots were negatively charged by adding mercaptoacetic acid (MAA). The silicon oxide substrate was decorated by octadecyltrichlorosilane (OTS) and converted to hydrophobic surface. The negatively charged CdSe NCs were adsorbed on the SWCNT surface by applying the negative gate bias. The selective adsorption of CdSe quantum dots on SWCNTs was confirmed by confocal laser scanning microscope. The measured photocurrent clearly demonstrates that CdSe NCs decorated SWCNT can be used for photodetector and solar cell that are operable over a wide range of wavelengths.

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스핀계에서 양자얽힘 이동 (Quantum Entanglement Transfer in Spin-1/2 Systems)

  • 이혁재
    • 한국자기학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.84-87
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    • 2006
  • 직접적인 상호작용 없이 멀리 떨어져 있는 두개의 스핀-1/2 입자돈이 양자적으로 얽힐 수 있는 방법을 제시하였다. 이것은 국소적으로 양자 얽힘 상태에 있는 두개의 다른 입자들을 멀리 떨어져 있는 입자들에 각각 보내서 국소적으로 상호작용을 하면 떨어져 있는 입자를 양자 얽힘 상태로 바꿀 수 있다. 이것은 원래 국소적으로 얽혀있는 두 입자의 상태가 상호작용이 없는 다른 두 입자로 이동된 것을 알 수 있다. 이 프로세스가 양자 컴퓨터에서 중요한 게이트인 CNOT 게이트를 대신할 수 있음을 논의하였다.

Towards searching for Majorana fermions in topological insulator nanowires

  • Kim, Hong-Seok;Doh, Yong-Joo
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.6-9
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    • 2019
  • Developing a gate-tunable, scalable, and topologically-protectable supercurrent qubit and integrating it into a quantum circuit are crucial for applications in the fields of quantum information technology and topological phenomena. Here we propose that the nano-hybrid supercurrent transistors, a superconducting quantum analogue of a transistor, made of topological insulator nanowire would be a promising platform for unprecedented control of both the supercurrent magnitude and the current-phase relation by applying a voltage on a gate electrode. We believe that our experimental design will help probing Majorana state in topological insulator nanowire and establishing a solid-state platform for topological supercurrent qubit.

중앙-채널 이중게이트 MOSFET의 양자역학적 모델링 및 시뮬레이션 연구 (Quantum-Mechanical Modeling and Simulation of Center-Channel Double-Gate MOSFET)

  • 김기동;원태영
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권7호
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    • pp.5-12
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    • 2005
  • 본 논문에서는 결합된 슈뢰딩거-푸아송 방정식과 전류연속방정식을 셀프-컨시스턴트하게 계산함으로써, 나노-스케일 center-channel (CC) double-gate (DG) MOSFET 디바이스의 전기적 특성 및 구조해석에 관한 연구를 시행하였다. 10-80 nm 게이트 길이의 조건에서 수행한 CC-NMOS의 시뮬레이션 결과를 DG-NMOS 구조에서 시행한 시뮬레이션 결과와의 비교를 통하여 CC-NMOS 구조에서 나타나는 CC 동작특성 메커니즘과, 이로 인한 전류 및 G$_{m}$의 상승을 확인하였다. 문턱 전압 이하 기울기, 문턱 전압 롤-오프, 드레인 유기 장벽 감소의 파라미터를 통하여 단채널 효과를 최소화하기 위한 디바이스 최적화를 수행하였다. 본 나노-스케일 전계 효과 트랜지스터를 위한 2차원 양자역학적 수치해석의 관한 연구를 통하여, CC-NMOS를 포함한 DG-MOSFET 구조가 40나노미터급 이하 MOSFET 소자의 물리적 한계를 극복하기 위한 이상적인 구조이며, 이와 같은 나노-스케일 소자의 해석에 있어서 양자역학적 모델링 및 시뮬레이션이 필수적임을 알 수 있었다.

QCA 기반의 효율적인 PCA 구조 설계 (Design of PCA Architecture Based on Quantum-Dot Cellular Automata)

  • 신상호;이길제;유기영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.178-184
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    • 2014
  • PCA에 기반을 둔 CMOS 소자 기술은 메모리 혹은 ALU 회로의 구현에 매우 효율적이다. 그러나 CMOS 소자 스케일링 기술의 한계로 인하여 이를 해결할 수 있는 새로운 기술의 필요성이 대두되었고, 양자점 셀룰러 오토마타(QCA; quantum-dot cellular automata)는 이를 해결할 수 있는 기술로 등장했다. 본 논문에서는 QCA에 기반을 둔 효율적인 PCA 구조를 설계한다. 설계하는 PCA 구조에서의 D 플립플롭과 XOR 논리게이트는 기존에 제안되었던 회로를 사용하고, 입력 제어 스위치와 규칙 제어 스위치는 QCA에 기반을 두고 새롭게 설계한다. 설계된 PCA 구조는 QCA디자이너를 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 기존의 것과 비교 및 분석하여 설계된 구조의 효율성을 확인한다.