[发明专利]用于可重配置的电路的装置、方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及可重配置的电路，更具体地，涉及作为施加的外部影响的 结果在电子电路的形成中使用的材料的特征的重新配置。

背景技术

电路以这样的方式收缩：使得量子行为密切关联于必须设计电路的方 法。可相信，纳米技术能够在电路的性能和功耗方面实现大幅提升。一般 地，电子电路从实际传送操作逻辑的电流和电荷分离布线的硬件拓扑。然 而，纳米级系统允许设计电子电路的方法的改变。例如，可重新配置电路 可能是有益的，以便优化用于计算密集应用(例如图像和语音识别或人功 能智能)的性能和功耗。

在形成可重配置的电路中可用的一种材料是单层石墨，已知为石墨烯 (graphene)。石墨烯是具有六角形栅格结构的单层碳原子。石墨烯是具 有无质量“相对论性”准粒子的2D无间隙半导体。由于其罕见的带结构， 石墨烯是在接近原子价和传导带相会的点处具有线性能量-动量关系的零 间隙半导体。一般地，固体的带结构描述了电子被“隐藏”或“允许”具 有能量的范围。特定固体的带结构由于电子波在固体的周期性晶格中衍射 而造成。原子的周期性栅格(布拉维(Bravais)栅格)通过散射电子波影 响通过其的电子。石墨烯是具有2原子单胞的Bravais栅格。由于电子波 的干扰，电子波的散射使得电子速率的某些值被阻止。这种干扰创建了材 料的带结构。

碳原子具有6个电子，其占用1s²、2s²和2p²轨道，1s²电子被紧密绑 定，4个2s²和2p²价电子被较弱地绑定。在结晶阶段，这些价电子生成2s、 2p_x、2p_y和2p_z轨道。杂化发生在1个2s电子和2个2p电子之间，其负 责在平面中绑定3个最接近相邻原子。最后的p_z电子构成与平面垂直的轨道。这个轨道中的电子能够在石墨烯平面中和垂直于石墨烯平面中到处 移动，使得石墨烯构成零间隙半导体。由于石墨烯的独特带结构，其被看 作设备应用(例如晶体管)的希望。

由此，本发明的方面旨在对于其特征可依赖于施加的场的类型改变的 材料使用施加的场生成可重配置的电路。

发明内容

下文提供本发明的示例性实施例的简化发明内容，以提供本发明某些 示例性方面的基本理解。这个发明内容并非本发明的扩展性概括。其并非 识别本发明的主要或关键元素，也不界定本发明的范围。其唯一目的在于 以简化形式提供本发明的某些概念，作为随后提供的具体实施方式的前序。

根据本发明的第一示例性实施例，提供一种装置，可包括：纳米级材 料层；以及紧邻于所述纳米级材料层的至少第一部分的可编程部件。所述 可编程部件可编程为第一状态，以通过第一方式干扰所述纳米级材料层的 至少所述第一部分中的电子波，以及可编程为第二状态，以通过第二方式 干扰所述电子波。

根据本发明的第一示例性实施例，所述纳米级材料层可包括石墨烯层。

根据本发明的第一示例性实施例，所述可编程部件的第一状态或第二 状态可包括第一纳米级电荷分布。

根据本发明的第一示例性实施例，来自所述第一纳米级电荷分布的干 扰可被配置为在所述石墨烯层的至少所述第一部分中生成金属性状态。

根据本发明的第一示例性实施例，来自所述第一纳米级电荷分布的干 扰可被配置为在所述石墨烯层的至少所述第一部分中生成半导电状态。

根据本发明的第一示例性实施例，来自所述第一纳米级电荷分布的干 扰可被配置为在所述石墨烯层的至少所述第一部分中生成绝缘状态。

根据本发明的第一示例性实施例，所述可编程部件可从所述第一状态 动态重新配置为所述第二状态。

根据本发明的第一示例性实施例，所述第一状态或所述第二状态可包 括第二纳米级电荷分布。

根据本发明的第一示例性实施例，所述第一纳米级电荷分布可通过激 光打印机印制在所述可编程部件上。

根据本发明的第一示例性实施例，所述第一纳米级电荷分布可通过电 子束光刻印制在所述可编程部件上。

根据本发明的第一示例性实施例，所述半导电状态可是n型。

根据本发明的第一示例性实施例，所述半导电状态可是p型。