集成四个基础无源元件功能的集成型电路元件及其设计方法和制备方法
技术特征:
1.集成四个基础无源元件功能的集成型电路元件,其特征在于:包括氧化硅绝缘衬底,氧化硅绝缘衬底上方设置多个底电极,贴合在底电极上方设置单晶薄片,单晶薄片的顶部设置顶电极,所述底电极包括分别沿氧化硅绝缘衬底x轴、y轴方向上设置的两对金属电极,以及x轴、y轴之间45度角方向设置的一个金属电极;其中,单晶薄片具有层状结构、室温单相磁电耦合各向异性、微观自旋轨道电荷耦合机制、铁电极化特性和质子导电性质;x轴、y轴之间45度角方向的底电极和单晶薄片上顶电极形成一对z轴方向上的金属电极对,分别在x轴、y轴、z轴方向上的金属电极对之间施加不同的电压条件,实现四个基础无源电路元件的功能。
2.根据权利要求1所述的集成型电路元件,其特征在于:x轴方向的两个金属电极之间施加直流电压,实现忆阻器功能;y轴方向的两个金属电极之间施加交流电压,实现质子型电感器功能;y轴方向的两个金属电极之间施加直流电压,实现线性电阻功能;z轴方向的两个金属电极之间施加交流电压,实现电容器功能。
3.根据权利要求2所述的集成型电路元件,其特征在于:x轴和y轴方向两对互相垂直的电极分别与单晶样片a轴、b轴平行。
4.根据权利要求1所述的集成型电路元件,其特征在于:所述底电极和顶电极均为表面生长的10nm厚的金属电极。
5.基于权利要求1至4中任一项所述集成型电路元件的设计方法,其特征在于:包括如下步骤;
6.根据权利要求5所述的设计方法,其特征在于:步骤1的具体实现过程如下:
7.根据权利要求6所述的设计方法,其特征在于:质子的运动可表示为:
8.根据权利要求7所述的设计方法,其特征在于:局部磁矩在自旋方向可变的质子驱动下,产生连续变化由如下公式表示:
9.基于权利要求1至4中任一项所述集成型电路元件的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
10.一种芯片,其特征在于:包括权利要求1至4中任一项所述的集成型电路元件。
11.计算机设备,其特征在于:包括处理器,其中,处理器电路至少包含一个权利要求10所述的芯片。
技术总结
本发明公开了一种集成四个基础无源元件功能的集成型电路元件及其设计方法和制备方法。该高性能集成型电路元件选取具有层状结构、室温单相磁电耦合各向异性、微观自旋轨道电荷耦合机制、铁电极化特性和质子导电性质的合适单晶材料为载体,沿不同方向的电极施加不同电压条件,可在单个基础电路元件内实现忆阻器功能、质子型电感器功能、线性电阻功能、电容器四个基础无源电路元件功能,打破了基本无源电路元件之间的空间壁垒,可显著降低能耗与延迟,极大提高集成电路的微型化与高性能化发展上限,在集成电路领域具有重大潜力。
技术研发人员:吴兴龙,王狄,任恒东
受保护的技术使用者:南京大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
技术研发人员:吴兴龙,王狄,任恒东
技术所有人:南京大学
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