| まえがき i |
| 第2版のまえがき ix |
| 訳者まえがき xi |
| 総論 1 |
| 0 総論 3 |
| 0.1 情報の性質 3 |
| 0.2 情報の数学的定義 7 |
| 0.3 情報の処理 11 |
| 0.3.1 Boole代数とスイッチ回路 11 |
| 0.3.2 スイッチング代数とスイッチ回路 13 |
| 0.3.3 多値論理 16 |
| 0.3.4 非可逆論理と可逆論理 18 |
| 0.4 情報技術の領域 20 |
| 第I部 基礎 25 |
| 第I部のまえがき 27 |
| 1.1 境界領域 27 |
| 1.2 予備知識 28 |
| 1.3 材料の性質と種類 29 |
| 第1章 誘電体 35 |
| 1.1 序論 35 |
| 1.2 凝縮物質の分極 37 |
| 1.2.1 誘電体の静電方程式 37 |
| 1.2.2 微視的アプローチと局部電界 39 |
| 1.2.3 分極のメカニズム 39 |
| 1.3 分極メカニズムの周波数依存性 41 |
| 1.3.1 複素誘電関数 41 |
| 1.3.2 誘電関数の周波数依存性 42 |
| 1.3.3 共鳴現象 43 |
| 1.3.4 緩和現象 45 |
| 1.4 イオン結晶の分極波 50 |
| 1.4.1 音響フォノンと光学フォノン 51 |
| 1.4.2 極性光学フォノン 54 |
| 1.4.3 ポラトリン 55 |
| 1.4.4 ペロブスカイト形酸化物の特性振動 65 |
| 1.4.5 チタン酸化合物の誘電率の温度依存性 67 |
| 1.4.6 イオン結晶誘電率の電圧依存性 68 |
| 1.5 誘電体の光学的性質 68 |
| 1.5.1 平面電磁波 68 |
| 1.5.2 共振器と導波モード 69 |
| 1.5.3 吸収 70 |
| 1.5.4 偏光、反射および屈折 72 |
| 1.5.5 電気光学効果 75 |
| 1.6 むすび 77 |
| 第2章 強誘電体 79 |
| 2.1 序論 79 |
| 2.2 自発分極 81 |
| 2.2.1 対称性 81 |
| 2.2.2 強誘電体の現象論 81 |
| 2.2.3 反強誘電体 85 |
| 2.2.4 焦電性 86 |
| 2.2.5 圧電性 86 |
| 2.3 強誘電体相転移の理論 88 |
| 2.3.1 Ginzburg-Landauの理論 88 |
| 2.3.2 変位性相転移のソフトモードによるアプローチ 93 |
| 2.4 強誘電体材料 95 |
| 2.5 強誘電体分域 101 |
| 2.5.1 分域の起源 101 |
| 2.5.2 バルクシステムの静的分域配置 102 |
| 2.5.3 薄膜の静的分域配置 105 |
| 2.5.4 誘電体の小信号に対する振る舞い 108 |
| 2.5.5 可逆および非可逆分極の寄与 109 |
| 2.5.6 強誘電体分域の反転 111 |
| 2.6 まとめ 113 |
| 第3章 電子的性質と量子効果 117 |
| 3.1 序論 117 |
| 3.2 結晶中の電子の性質 118 |
| 3.2.1 量子力学の基礎 118 |
| 3.2.2 周期的結晶格子と電子のバンド構造:金属と半導体 122 |
| 3.2.3 金属と半導体のFermi統計 130 |
| 3.3 損失を伴う電子輸送:電気抵抗 135 |
| 3.4 界面とヘテロ構造 139 |
| 3.5 低次元構造 145 |
| 3.5.1 閉じ込められた電子状態 145 |
| 3.5.2 量子輸送 148 |
| 3.6 超伝導 152 |
| 3.7 むすび 159 |
| 第4章 磁気エレクトロニクス-層構造の磁性と磁気輸送 161 |
| 4.1 まえがき 161 |
| 4.2 表面と界面の特殊な異方性 162 |
| 4.2.1 界面(表面)の異方性 164 |
| 4.2.2 交換異方性 166 |
| 4.3 層間交換結合(IEC) 170 |
| 4.3.1 現象論的記述 170 |
| 4.3.2 メソスコピック描像:量子井戸状態 173 |
| 4.4 巨大磁気抵抗(GMR) 179 |
| 4.4.1 現象論的記述 179 |
| 4.4.2 微視的描像:スピンに依存する散乱 180 |
| 4.4.3 巨大磁気抵抗効果の改善法 182 |
| 4.5 トンネル磁気抵抗(TMR) 183 |
| 4.5.1 現象論的記述:スピンに依存するトンネル効果 183 |
| 4.5.2 界面と障壁材料の影響 184 |
| 4.5.3 中間層と障壁材料の影響 186 |
| 4.6 電流誘起の磁気スイッチング 187 |
| 4.6.1 現象論的な記述 187 |
| 4.6.2 微視的描像:スピンの蓄積 188 |
| 4.7 まとめ 190 |
| 第5章 有機分子-電子構造、性質と反応 195 |
| 5.1 まえがき 195 |
| 5.2 炭化水素 195 |
| 5.3 π共役システムの電子構造 201 |
| 5.3.1 LCAO理論 201 |
| 5.3.2 Huckelの近似 204 |
| 5.4 官能基と分子構造 210 |
| 5.4.1 官能基の種類と双極子モーメント 210 |
| 5.4.2 らせん中心と立体異性体 215 |
| 5.5 化学合成の原理 215 |
| 5.5.1 置換反応 217 |
| 5.5.2 付加反応 220 |
| 5.5.3 脱離反応 223 |
| 5.5.4 骨格転位反応 224 |
| 5.6 まとめ 225 |
| 第6章 神経細胞-電気励起の分子的基礎 229 |
| 6.1 神経細胞の構造と基礎的信号機能 229 |
| 6.2 膜電位 235 |
| 6.3 静止膜電位の決定要因 237 |
| 6.4 活動電位の発生 242 |
| 6.5 神経細胞の電気信号の記録 243 |
| 6.5.1 電圧クランプ法 244 |
| 6.5.2 パッチクランプ法 247 |
| 6.6 軸索に沿った信号伝搬 248 |
| 6.7 活動電位による神経伝達物質放出の誘発 251 |
| 6.8 イオンチャンネルの分子構造と機能 253 |
| 6.9 学習と記憶の生化学的側面 256 |
| 第7章 回路とシステムの設計 261 |
| 7.1 まえがき 261 |
| 7.2 MOSFET 262 |
| 7.3 CMOS回路 263 |
| 7.3.1 インバータ 263 |
| 7.3.2 NANDゲート 265 |
| 7.3.3 NORゲート 266 |
| 7.3.4 組み合わせゲート 266 |
| 7.3.5 3状態出力 268 |
| 7.3.6 SRAMセル 268 |
| 7.4 ディジタル回路 269 |
| 7.4.1 フリップフロップ 269 |
| 7.4.2 マルチプレクサ 271 |
| 7.4.3 デマルチプレクサ 272 |
| 7.4.4 バレルシフタ 272 |
| 7.4.5 加算器 273 |
| 7.5 論理アレイ 274 |
| 7.6 回路シミュレーション 276 |
| 7.6.1 回路モデル 277 |
| 7.6.2 DC解析 277 |
| 7.6.3 過渡解析 278 |
| 7.6.4 AC解析 278 |
| 7.7 マイクロプロセッサ 279 |
| 7.7.1 マイクロプロセッサ・システム 279 |
| 7.7.2 基本原理 280 |
| 7.7.3 パイプライン化 281 |
| 7.7.4 命令セット 282 |
| 7.7.5 アドレス指定モード 283 |
| 7.7.6 マイクロコントローラの例 284 |
| 7.8 ディジタル信号プロセッサ 285 |
| 7.8.1 DSPプロセッサの分類 286 |
| 7.8.2 DSPプロセッサの特徴 286 |
| 7.8.3 ディジタル信号プロセッサの例 289 |
| 7.9 性能とアーキテクチャ 290 |
| 第II部 技術と分析 295 |
| 第II部のまえがき 297 |
| II.1 技術の基本概念 297 |
| II.2 CMOS技術 299 |
| II.3 ナノテクノロジーのアプローチ 302 |
| II.4 分析法 309 |
| 第8章 薄膜堆積法 313 |
| 8.1 まえがき 313 |
| 8.2 薄膜堆積の基礎 314 |
| 8.2.1 気体運動論 314 |
| 8.2.2 熱力学 316 |
| 8.2.3 薄膜成長モード 317 |
| 8.2.4 連続薄膜における歪み緩和 321 |
| 8.3 物理堆積法 322 |
| 8.3.1 熱蒸着/分子線エピタキシ 322 |
| 8.3.2 パルスレーザ堆積 327 |
| 8.3.3 スパッタ堆積法 329 |
| 8.4 化学堆積法 334 |
| 8.4.1 化学蒸気堆積 335 |
| 8.4.2 化学溶液堆積345 |
| 8.4.3 Langmuir-Blodgett薄膜 347 |
| 8.5 まとめ 350 |
| 第9章 露光法 355 |
| 9.1 概観 355 |
| 9.2 光露光 358 |
| 9.2.1 照射法と解像限界 358 |
| 9.2.2 露光波長と光源 366 |
| 9.2.3 マスク材料と光学系 369 |
| 9.3 極紫外露光 372 |
| 9.4 X線露光 374 |
| 9.5 電子ビーム露光 376 |
| 9.5.1 電子ビーム直接描画 376 |
| 9.5.2 SCALPEL 379 |
| 9.6 イオンビーム露光 380 |
| 9.6.1 集束イオンビーム 380 |
| 9.6.2 イオン投影露光 381 |
| 9.7 フォトレジスト 382 |
| 9.8 複数枚のマスク合わせ 388 |
| 9.9 ナノインプリント露光 390 |
| 9.10 むすび 392 |
| 第10章 材料除去技術－エッチングと化学機械研磨 397 |
| 10.1 まえがき 397 |
| 10.2 エッチング法 398 |
| 10.2.1 全体の状況 398 |
| 10.2.2 ウェットエッチング 399 |
| 10.2.3 ドライエッチング－基本的方法 401 |
| 10.2.4 プラズマ発生 404 |
| 10.2.5 反応器の種類 405 |
| 10.2.6 ドライエッチングの典型的応用 410 |
| 10.2.7 プラズマ診断法 417 |
| 10.2.8 ドライエッチングの挑戦課題 420 |
| 10.2.9 将来の動向 422 |
| 10.3 CMP－化学機械研磨 425 |
| 10.3.1 化学機械研磨のメカニズム 426 |
| 10.3.2 誘電体の化学機械研磨 426 |
| 10.3.3 金属の化学機械研磨 428 |
| 10.3.4 市販化学機械研磨装置の構成 430 |
| 10.3.5 終了点検出 431 |
| 10.3.6 パッド 433 |
| 10.3.7 スラリー 434 |
| 10.3.8 化学機械研磨用後の清浄化 434 |
| 10.3.9 化学機械研磨の問題点 435 |
| 10.3.10 欠陥 436 |
| 10.3.11 将来技術の動向と挑戦課題 436 |
| 第11章 回折法と蛍光法による分析 441 |
| 11.1 まえがき 441 |
| 11.2 X線分析法 444 |
| 11.2.1 まえがき 444 |
| 11.2.2 X線散乱実験の原理 447 |
| 11.2.3 結晶のX線散乱 448 |
| 11.2.4 例 : Si基板に埋め込まれたCoSi₂層 452 |
| 11.2.5 小さなqにおけるX線散乱 456 |
| 11.2.6 例 : 金属薄膜 458 |
| 11.2.7 X線蛍光および吸収分光 458 |
| 11.3 電子ビーム分析法 462 |
| 11.3.1 まえがき 462 |
| 11.3.2 電子光学系 462 |
| 11.3.3 透過電子顕微鏡（TEM） 465 |
| 11.3.4 走査電子顕微鏡（SEM) 468 |
| 11.3.5 電子エネルギー損失分光（EELS） 472 |
| 11.4 表面分析法 477 |
| 11.4.1 まえがき 447 |
| 11.4.2 2次イオン質量分析（SIMS) 478 |
| 11.4.3 X線光電子分光（XPS)とAuger電子分光（AES) 480 |
| 11.4.4 低エネルギー電子顕微鏡とその関連技術 483 |
| 11.5 その他の方法 485 |
| 第12章 走査プローブ技術 489 |
| 12.1 まえがき 489 |
| 12.2 走査トンネル顕微鏡 491 |
| 12.2.1 走査トンネル顕微鏡の理論的基礎 491 |
| 12.2.2 走査トンネル顕微鏡の動作モード 497 |
| 12.2.3 走査トンネル顕微鏡の作製 497 |
| 12.2.4 走査トンネル顕微鏡の応用 499 |
| 12.3 原子間力顕微鏡 502 |
| 12.3.1 原子間力顕微鏡の理論的原理 503 |
| 12.3.1 原子間力顕微鏡の動作原理 506 |
| 12.3.3 原子間力顕微鏡の応用 509 |
| 12.4 柔らかい有機あるいは生物試料の像形成 516 |
| 12.5 原子と分子の操作 520 |
| 12.5.1 横方向操作 520 |
| 12.5.2 縦方向の操作 524 |
| 12.5.3 トンネル電流の効果 526 |
| 12.5.4 STMによる複雑な化学反応 528 |
| 第III部 論理デバイス 533 |
| 第III部のまえがき 535 |
| III.1 論理デバイスの基礎 535 |
| III.1.1 論理デバイスへの要求条件 535 |
| III.1.2 論理ゲートの動的性質 541 |
| III.1.3 しきい値ゲート 541 |
| III.2 計算に対する物理的限界 543 |
| III.3 論理デバイスの概念 551 |
| III.3.1 分類 551 |
| III.3.2 2端子デバイス 553 |
| III.3.3 電界効果デバイス 554 |
| III.3.4 Coulombブロッケードデバイス 556 |
| III.3.5 スピントロニクス 559 |
| III.3.6 量子セルオートマトン 562 |
| III.3.7 量子計算 566 |
| III.3.8 DNAコンピュータ 568 |
| III.4 アーキテクチャ 569 |
| III.4.1 情報処理システムの柔軟性 570 |
| III.4.2 並列処理と粒度 574 |
| III.4.3 Teramac－ケーススタディ 577 |
| III.5 情報処理システムの性能 579 |
| III.5.1 基本的な2進演算 579 |
| III.5.2 性能の尺度 583 |
| III.5.3 生態神経細胞の処理能力 585 |
| III.5.4 人間の脳の性能推定 590 |
| III.6 究極の計算 592 |
| III.6.1 電力消費限界 592 |
| III.6.2 可逆計算における電力消費 596 |
| 第13章 シリコンMOSFET－新材料と新概念 605 |
| 13.1 まえがき 605 |
| 13.2 MOSFETデバイスの基礎 607 |
| 13.2.1 MOSキャパシタ 607 |
| 13.2.2 MOSFET 612 |
| 13.3 スケーリング則 615 |
| 13.4 2酸化シリコン系のゲート誘電体 619 |
| 13.4.1 CMOSのための高誘電率材料 622 |
| 13.4.2 誘電体特性 623 |
| 13.4.3 熱力学 624 |
| 13.4.4 電子的性質 625 |
| 13.4.5 微細構造の安定性 626 |
| 13.4.6 高誘電率材料の堆積法と化学 628 |
| 13.4.7 処理の適用性 631 |
| 13.4.8 高誘電率積層ゲート絶縁膜の例 632 |
| 13.5 金属ゲート 635 |
| 13.5.1 ポリシリコンと金属ゲート 635 |
| 13.5.2 金属ゲートの材料選択 636 |
| 13.6 接合とコンタクト 638 |
| 13.6.1 浅い接合 638 |
| 13.6.2 接合コンタクト 642 |
| 13.7 先端的なMOSFETの概念 644 |
| 13.8 まとめ 649 |
| 第14章 強誘電体電界効果トランジスタ 655 |
| 14.1 まえがき 655 |
| 14.2 強誘電体電界効果トランジスタの原理 656 |
| 14.2.1 強誘電体電界効果トランジスタの構造設計と材料特性 659 |
| 14.2.2 シリコン直上の強誘電体 660 |
| 14.2.3 強誘電材料とシリコンの間のバッファ層 662 |
| 14.2.4 金属・強誘電体・金属浮遊ゲート構造 663 |
| 14.2.5 導電性酸化物上の金属・強誘電体 664 |
| 14.3 強誘電体FETの電気特性 664 |
| 14.3.1 MFIS構造 666 |
| 14.3.2 MFMIS構造 669 |
| 14.3.3 強誘電体FETの最適化 673 |
| 14.4 強誘電体FETセルの設計とデバイスのモデル化 676 |
| 14.4.1 強誘電体FETのデバイスシミュレーション 676 |
| 14.4.2 強誘電体FETに対する1T2Cセル設計 679 |
| 14.4.3 擾乱のない動作が可能な強誘電体FETメモリの概念 680 |
| 14.5 強誘電体FETを用いた神経回路網 682 |
| 14.6 まとめと展望 683 |
| 第15章 共鳴トンネリングに基づく量子輸送デバイス 687 |
| 15.1 まえがき 687 |
| 15.2 電子のトンネル現象 688 |
| 15.2.1 伝達行列法 688 |
| 15.3 共鳴トンネルダイオード 693 |
| 15.3.1 共鳴特性 693 |
| 15.3.2 電量電圧特性 694 |
| 15.3.3 界面と成長温度 697 |
| 15.4 共鳴トンネルデバイス 699 |
| 15.4.1 共鳴トンネルダイオードの動作速度 699 |
| 15.4.2 共鳴トンネルダイオードの応用 702 |
| 15.5 まとめと展望 715 |
| 第16章 論理応用のための単電子デバイス 719 |
| 16.1 まえがき 719 |
| 16.2 単電子デバイス 720 |
| 16.2.1 単電子ボックス 720 |
| 16.2.2 単電子トランジスタ 724 |
| 16.2.3 他の単電子デバイス 731 |
| 16.2.4 単電子デバイスの作製 731 |
| 16.3 単電子デバイスの論理回路への応用 734 |
| 16.3.1 まえがき 734 |
| 16.3.2 回路シミュレーションのための単電子トランジスタの解析モデル 735 |
| 16.3.3 単電子トランジスタを有する論理回路 741 |
| 16.4 将来の方向 747 |
| 第17章 超伝導ディジタルエレクトロニクス 751 |
| 17.1 まえがき 751 |
| 17.2 Josephson接合 752 |
| 17.2.1 Josephson効果 : 基礎 752 |
| 17.2.2 RSJモデル 754 |
| 17.2.3 接合パラメータ 755 |
| 17.3 電圧状態論理 756 |
| 17.3.1 スイッチング特性 756 |
| 17.3.2 論理ゲート 757 |
| 17.3.3 メモリ素子 758 |
| 17.4 単一磁束量子論理 759 |
| 17.4.1 単一磁束量子の基礎 759 |
| 17.4.2 単一磁束量子論理ゲート 761 |
| 17.5 超伝導集積回路技術 765 |
| 17.5.1 低温超伝導体技術 765 |
| 17.5.2 高温超伝導体技術 767 |
| 17.6 高速単一磁束量子論理の現状 769 |
| 17.6.1 直近の応用 769 |
| 17.6.2 将来の応用の展望 771 |
| 17.6.3 高温超伝導による高速単一磁束量子の実装 772 |
| 17.7 まとめ 773 |
| 第18章 超伝導による量子計算 777 |
| 18.1 量子計算の原理 777 |
| 18.2 qビットによる計算 779 |
| 18.3 qビット : その実現法 781 |
| 18.4 なぜ超伝導体か？ 783 |
| 18.5 電荷qビット 784 |
| 18.6 磁束qビット 788 |
| 18.7 他のqビット 791 |
| 18.8 コヒーレンス劣化のメカニズム 792 |
| 18.9 展望 793 |
| 第19章 データ処理のためのカーボンナノチューブ 797 |
| 19.1 まえがき 797 |
| 19.2 電子的性質 799 |
| 19.2.1 幾何学的構造 799 |
| 19.2.2 グランフェンの電子構造 800 |
| 19.2.3 カーボンナノチューブの電子構造 801 |
| 19.2.4 輸送特性 805 |
| 19.2.5 コンタクト 810 |
| 19.3 カーボンナノチューブの合成 812 |
| 19.3.1 合成法 812 |
| 19.3.2 成長メカニズム 815 |
| 19.3.3 加工と官能化 817 |
| 19.3.4 ナノチューブ列の実装とナノ回路 818 |
| 19.4 カーボンナノチューブ配線 820 |
| 19.4.1 ビアにおけるナノチューブ 822 |
| 19.4.2 最大電流密度と信頼性 823 |
| 19.4.3 ナノチューブ中の信号伝搬 |
| 19.5 カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（CNTFET） 824 |
| 19.5.1 MOSFETとの比較 824 |
| 19.5.2 ナノチューブの調整 825 |
| 19.5.3 バックゲート付きカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ 828 |
| 19.5.4 相補形カーボンナノチューブデバイス 829 |
| 19.5.5 孤立バックゲートデバイス 831 |
| 19.5.6 孤立トップゲートデバイス 832 |
| 19.5.7 Si MOSFETと拡大カーボンナノチューブFETの比較 833 |
| 19.5.8 カーボンナノチューブ回路 835 |
| 19.6 メモリ応用のためのナノチューブ 837 |
| 19.6.1 カーボンナノチューブSRAM 837 |
| 19.6.2 他のメモリー概念 837 |
| 19.7 全カーボンナノチューブナノエレクトロニクスの展望 841 |
| 第20章 分子エレクトロニクス 847 |
| 20.1 まえがき 847 |
| 20.2 電極とコンタクト 850 |
| 20.3 機能 852 |
| 20.3.1 分子ワイヤ，絶縁体，および配線 853 |
| 20.3.2 ダイオード 855 |
| 20.3.3 スイッチと記憶素子 858 |
| 20.3.4 3端子デバイス 862 |
| 20.4 分子エレクトロニクスデバイス－最初のテストシステム 864 |
| 20.4.1 走査プローブ法 864 |
| 20.4.2 単分子膜デバイス 867 |
| 20.4.3 ナノポアの概念 871 |
| 20.4.4 機械的に制御された破壊接合 872 |
| 20.4.5 エレクトロマイグレーション法 876 |
| 20.5 シミュレーションと回路設計 877 |
| 20.5.1 理論的側面 877 |
| 20.5.2 分子ナノ回路の設計ルール 881 |
| 20.6 作製 883 |
| 20.6.1 化学合成 883 |
| 20.6.2 集積化プロセス 887 |
| 20.7 まとめと展望 887 |
| 著者紹介 895 |
| 略語集 901 |
| 索引 913 |
| 第 IV 部 ランダムアクセスメモリー 1 |
| 第IV 部のまえがき 3 |
| IV.1 ランダムアクセスデバイスの定義 3 |
| IV.2 記憶の物理的原理 6 |
| IV.3 タイミング方式 10 |
| IV.4 スケーリングの一般傾向と将来のメモリ世代 12 |
| 第21章 DRAM のための高誘電率材料 19 |
| 21.1 まえがき 19 |
| 21.2 DRAM セルの基本動作 21 |
| 21.3 Gb DARM キャパシタへの挑戦 24 |
| 21.4 高誘電率誘電体の性質 26 |
| 21.4.1 DARM に対する要求条件 27 |
| 21.4.2 電界依存症 28 |
| 21.4.3 温度依存症 29 |
| 21.4.4 微細構造依存症 30 |
| 21.4.5 厚さ依存症 31 |
| 21.4.6 周波数依存症 35 |
| 21.5 キャパシタ電荷の安定性とセルの信頼性 36 |
| 21.5.1 緩和電流 37 |
| 21.5.2 漏れ電流のメカニズム 39 |
| 21.5.3 抵抗劣化と絶縁破壊 42 |
| 21.6 集積化の側面 43 |
| 21.7 DARM における高誘電率材料 48 |
| 21.7.1 新誘電材料実装の状況 48 |
| 21.7.2 ロードマップの目標に向けた傾向 53 |
| 21.7.3 別の高誘電体材料 56 |
| 第22章 強誘電体ランダムアクセスメモリ 63 |
| 22.1 まえがき 63 |
| 22.1.1 強誘電体不揮発生メモリ 65 |
| 22.1.2 最新技術 66 |
| 22.2 FeRAM の回路設計 68 |
| 22.2.1 書き込み法 69 |
| 22.2.2 読み出し法 70 |
| 22.2.3 参照電圧 73 |
| 22.2.4 メモリ構成 74 |
| 22.3 強誘電体薄膜の性質 78 |
| 22.3.1 一般論 78 |
| 22.3.2 強誘電性のスイッチング 79 |
| 22.3.3 厚さの効果 83 |
| 22.4 薄膜の集積化 85 |
| 22.4.1 一般的側面 85 |
| 22.4.2 電極 88 |
| 22.4.3 集積化の特別な話題 89 |
| 22.5 劣化メカニズム 94 |
| 22.5.1 分極疲労 94 |
| 22.5.2 保持特性劣化 96 |
| 22.5.3 刷り込み 97 |
| 22.6 新たな挑戦課題 101 |
| 22.6.1 高分子強誘電体 RAM 101 |
| 22.6.2 将来のトレンド 103 |
| 22.7 まとめ 105 |
| 第23章 磁気抵抗 RAM 109 |
| 23.1 まえがき 109 |
| 23.2 磁気 RAM デバイスの実装 111 |
| 23.2.1 単一トランジスタ・単一TMR 磁気 RAM デバイス 113 |
| 23.2.2 他の磁気 RAM セル構造 115 |
| 23.2.3 磁気 RAM メモリ回路構成 117 |
| 23.3 磁気 RAM デバイスの磁気的安定性 119 |
| 23.3.1 磁気素子の熱活性反転 120 |
| 23.3.2 スイッチングで誘起される減磁 125 |
| 23.4 超高速磁化反転 133 |
| 23.5 まとめの展望 135 |
| 第 V 部 大容量記憶デバイス 139 |
| 第 V 部のまえがき 141 |
| V.1 定義 141 |
| V.2 記憶の物理的原理 143 |
| V.2.1 分類 143 |
| V.2.2 次元性 145 |
| V.2.3 初期の機械式記憶媒体 145 |
| V.2.4 磁気テープとディスク 147 |
| V.2.5 コンパクトディスク系のシステム 148 |
| V.3 分散記憶 153 |
| 第24章 ハードディスク 155 |
| 24.1 まえがき 155 |
| 24.2 磁気ハードディスクドライブ 156 |
| 24.3 電磁誘導書き込みヘッド 158 |
| 24.3.1 構成 158 |
| 24.3.2 書き込み磁界の計算 158 |
| 24.3.3 書き込みヘッド材料 162 |
| 24.4 磁気記録媒体 162 |
| 24.4.1 薄膜ディスク 162 |
| 24.4.2 巨視的性質 163 |
| 24.4.3 微視的性質 165 |
| 24.4.4 熱的安定性 166 |
| 24.4.5 反強磁性結合 (AFC) 媒体 167 |
| 24.5 磁気読み出しヘッド 168 |
| 24.6 ヘッド・ディスクインタフェース 172 |
| 24.7 将来の動向 174 |
| 24.7.1 垂直記録 175 |
| 24.7.2 パターン化媒体 175 |
| 24.7.3 自己組織化粒子媒体 177 |
| 24.7.4 熱アシストによる記録 177 |
| 24.7.5 トンネル磁気抵抗センサ 178 |
| 24.7.6 コンタクト記録 178 |
| 24.7.7 小形ドライブ 178 |
| 24.8 まとめ 179 |
| 第25章 磁気光学ディスク 181 |
| 25.1 まえがき 181 |
| 25.2 磁気光学データ記憶の原理 182 |
| 25.3 材料特性 185 |
| 25.4 交換結合層の適応 188 |
| 25.4.1 基本原理 188 |
| 25.4.2 光変調オーバライト (LIM-DOW) 190 |
| 25.4.3 磁気超解像 (MSR) 191 |
| 25.5 まとめ展望 193 |
| 第26章 相変化材料系も書き換え可能 DVD 195 |
| 26.1 まえがきと相変化材料の原理 195 |
| 26.2 相転移の速度 198 |
| 26.2.1 相転移の駆動力 198 |
| 26.2.2 核形成と成長 199 |
| 26.3 相変化媒体への要求条件 203 |
| 26.4 相変化材料の現状 206 |
| 26.4.1 書き込みプロセス 206 |
| 26.4.2 消去プロセス 207 |
| 26.5 記憶密度の向上 209 |
| 26.6 相変化ランダムアクセスメモリ 211 |
| 26.7 まとめ 214 |
| 第27章 ホログラフィックデータ記憶 217 |
| 27.1 まえがき 217 |
| 27.2 ホログラフィック情報記憶の基礎 218 |
| 27.3 光プロセス 224 |
| 27.3.1 ホログラフィック回折格子の書き込み 224 |
| 27.3.2 ホログラフィック回折格子の読み出し 225 |
| 27.3.3 Bragg 入射の不整合 227 |
| 27.3.4 多重化の概念 229 |
| 27.3.5 書き込みの配置 232 |
| 27.3.6 ビット誤り率 234 |
| 27.3.7 M#数 236 |
| 27.4 無機材料 237 |
| 27.4.1 基礎 237 |
| 27.4.2 鉄添加ニオブ酸リチウム 238 |
| 27.4.3 光誘起屈折率効果 239 |
| 27.4.4 展望 : パルスホログラフィ 247 |
| 27.5 光アドレス形高分子 248 |
| 27.5.1 まえがき 248 |
| 27.5.2 アゾペンゼンの光化学 250 |
| 27.5.3 アゾペンゼンを含む高分子 251 |
| 27.5.4 液晶側鎖高分子 251 |
| 27.5.5 光記憶用の光アドレス形高分子 252 |
| 27.5.6 光アドレス形高分子のホログラフィック測定 258 |
| 27.6 展望 260 |
| 第28章 AFM による大容量記憶- 「ミリピード」 の構想 267 |
| 28.1 まえがき、動機、目的 267 |
| 28.2 ミリピード構想 269 |
| 28.3 熱機械的 AFM データ記憶 271 |
| 28.4 高分子媒体 274 |
| 28.5 アレイの設計・技術・製作 279 |
| 28.6 アレイの特性評価 283 |
| 28.7 32×32 アレイチップを用いた最初の書き込み・読み出し実験 286 |
| 28.8 データ記憶へのミリピードの応用の可能性 288 |
| 28.9 まとめ展望 290 |
| 第 VI 部 データ伝送とインタフェース 295 |
| 第 VI 部のまえがき 297 |
| VI.1 信号伝送 297 |
| VI.2 信号の種類と伝送の限界 298 |
| VI.3 ベースバンド伝送 - 伝送線路 301 |
| VI.4 キャリア伝送 - 伝送システム 304 |
| VI.4.1 Shannon の通信モデル 304 |
| VI.4.2 チャンネル容量とキャリア変調 305 |
| VI.4.3 情報源符号化 307 |
| VI.4.4 チャンネル符号化 308 |
| VI.4.5 線路符号化と変調 309 |
| 第29章 チップとボードレベルの伝送 315 |
| 29.1 まえがき 315 |
| 29.2 オンチップ配線技術 317 |
| 29.3 チップと基板の配線 321 |
| 29.3.1 チップ配線技術 321 |
| 29.3.2 フリップチップボンディング 326 |
| 29.3.3 テープオートメーテッドボンディング 328 |
| 29.3.4 比較 329 |
| 29.4 ボールグリッドアレイ 330 |
| 29.5 マルチチップモジュール 331 |
| 29.6 3次元パッケージ 332 |
| 29.7 まとめ 334 |
| 第30章 光ネットワーク 337 |
| 30.1 まえがき 337 |
| 30.1.1 全体のあらまし 337 |
| 30.1.2 光波システムに使う材料 340 |
| 30.2 光ファイバ中の光の伝搬 342 |
| 30.2.1 光導波路 342 |
| 30.2.2 光ファイバ 346 |
| 30.2.3 波長分割多重化 349 |
| 30.3 光源 353 |
| 30.4 光検出器 358 |
| 30.5 光増幅器 363 |
| 30.6 スイッチと変調器 366 |
| 30.6.1 スイッチングデバイスの2つの基本機能 366 |
| 30.6.2 MEMS - 微小電気機械システム 367 |
| 30.6.3 光強誘電体 367 |
| 30.6.4 音響光学デバイス 371 |
| 30.7 まとめ 375 |
| 第31章 マイクロ波通信システム - 受動デバイスの新動向 379 |
| 31.1 まえがき 379 |
| 31.2 マイクロ波通信システムの重要な特性 380 |
| 31.2.1セルラ通信 381 |
| 31.2.2 衛星通信と固定通信 383 |
| 31.3 マイクロ波共振デバイスの基本的性質 385 |
| 31.3.1 電磁波共振器 385 |
| 31.3.2 有極形フィルタ 390 |
| 31.4 金属、超伝導体、誘電体材料のマイクロ波特性 392 |
| 31.4.1 通常金属の表面インピーダンス 393 |
| 31.4.2 高温超伝導薄膜の表面インピーダンス 394 |
| 31.4.3 誘電体単結晶、セラミックおよび薄膜のマイクロ波特性 396 |
| 31.5 マイクロ波通信システムの新受動デバイス 403 |
| 31.5.1 誘電体フィルタ 403 |
| 31.5.2 高温超伝導平面フィルタとサブシステム 406 |
| 31.6 マイクロ波用の微小機械 : RF MEMS とFBAR 408 |
| 31.7 フォトニックバンドギャップ構造 411 |
| 31.8 まとめ 415 |
| 第32章 神経電子インタフェース - イオンチャンネル、神経細胞、および脳を有する半導体チップ 419 |
| 32.1 まえがき 419 |
| 32.2 イオン・電子インタフェース 421 |
| 32.2.1 平面コア・コート伝導体 423 |
| 32.2.2 細胞・シリコン接合の間隙 427 |
| 32.2.3 間隙の伝導度 430 |
| 32.2.4 細胞・シリコン接合におけるイオンチャンネル 439 |
| 32.3 神経細胞・シリコン回路 443 |
| 32.3.1 神経細胞活動のトランジスタ記録 444 |
| 32.3.2 神経細胞活動の容量性刺激 449 |
| 32.3.3 シリコンチップ上の2神経細胞回路 454 |
| 32.3.4 規定された神経細胞ネットワークに向けて 461 |
| 32.4 脳・シリコンチップ 465 |
| 32.4.1 組織・シート伝導体 466 |
| 32.4.2 脳スライスのトランジスタ記録 468 |
| 32.4.3 脳スライスの容量性刺激 470 |
| 32.5 まとめと展望 472 |
| 第 VII 部 センサアレイと画像システム 475 |
| 第 VII 部のまえがき 477 |
| VII.1 センサの分類と物理的原理 477 |
| VII.2 電子センサアレイ 480 |
| VII.3 生物センサアレイ 483 |
| VII.3.1 視覚 483 |
| VII.3.2 嗅覚 485 |
| VII.3.3 触覚 456 |
| 第33章 光3次元飛行時間形画像化システム 489 |
| 33.1 まえがき 489 |
| 33.2 3次元光技術の分類 490 |
| 33.3 CMOS 画像化 492 |
| 33.4 CMOS 3次元飛行時間画像センサ 495 |
| 33.5 応用例 501 |
| 33.6 まとめ 501 |
| 第34章 赤外画像化のための焦電検出器アレイ 505 |
| 34.1 まえがき 505 |
| 34.2 焦電赤外検出器の動作原理 507 |
| 34.2.1 焦電応答 507 |
| 34.2.2 雑音と検出能 511 |
| 34.2.3 数値例 514 |
| 34.2.4 熱波長効果 514 |
| 34.2.5 熱画像のための焦点面アレイの特性 516 |
| 34.3 焦電材料 517 |
| 34.4 デバイス製作、評価とプロセスの問題 520 |
| 34.4.1 製作技術 520 |
| 34.4.2 読み出し集積回路 526 |
| 34.5 まとめ 529 |
| 第35章 電子嗅覚 533 |
| 35.1 まえがき 533 |
| 35.2 ガスセンサ素子の動作原理 533 |
| 35.2.1 熱量測定センサ 534 |
| 35.2.2 電気化学セル 535 |
| 53.2.3 表面およびバルク弾性波デバイス 536 |
| 35.2.4 ガス感受性 FET 538 |
| 35.2.5 半導体抵抗ガスセンサ 539 |
| 35.3 電子嗅覚 542 |
| 35.4 信号評価 543 |
| 35.5 実現例 544 |
| 35.5.1 有害溶剤やガスの同定 544 |
| 35.5.2 半導体センサアレイ - KAMINA 546 |
| 35.5.3 食品の香りの検出 547 |
| 35.5.4 食品のローストプロセスの監視 548 |
| 35.6 まとめと展望 551 |
| 第36章 2次元触覚センサと触覚センサアレイ 555 |
| 36.1 まえがき 555 |
| 36.2 定義と分類 556 |
| 36.3 抵抗形タッチスクリーン 560 |
| 36.4 超音波形タッチスクリーン 563 |
| 36.5 ロボット触覚センサ 566 |
| 36.6 指紋センサ 568 |
| 36.6.1 まえがき 568 |
| 36.6.2 容量形指紋センサの原理 570 |
| 36.6.3 指紋照合処理を統合化した単一チップ指紋センサアレイ 570 |
| 36.6.4 センサ構造と製作プロセス 572 |
| 36.7 まとめと展望 576 |
| 第VIII 部 ディスプレイ 581 |
| 第 VIII 部のまえがき 583 |
| VIII.1 定義 583 |
| VIII.2 測光 585 |
| VIII.3 人間の視感度 586 |
| VIII.4 色彩理論 588 |
| VIII.5 ディスプレイの概念とアドレス法 590 |
| VIII.6 3次元ディスプレイの概念 591 |
| VIII.6.1 眼鏡を使う立体視 592 |
| VIII.6.2 裸眼立体視 593 |
| VIII.6.3 今後のアプローチ 594 |
| 第37章 液晶ディスプレイ 597 |
| 37.1 まえがき 597 |
| 37.2 液晶材料 599 |
| 37.2.1 液晶の物理的性質 599 |
| 37.2.2 液晶の化学 605 |
| 37.3 ねじれネマティックセル 607 |
| 37.4 液晶ディスプレイのアドレス指定 611 |
| 37.4.1動的 (多重化) アドレス指定 611 |
| 37.4.2 グレイスケールとカラーの発生 615 |
| 37.5 高解像度ディスプレイのためのセル 616 |
| 37.5.1 超ねじれネマティックセル 616 |
| 37.5.2 能動マトリクスディスプレイ 619 |
| 37.6 バックライト 622 |
| 37.7 反射形液晶ディスプレイ 623 |
| 37.7.1 2偏光子反射形液晶ディスプレイ 625 |
| 37.7.2 偏光子のない反射形液晶ディスプレイ 625 |
| 37.7.3 単一偏光子反射形液晶ディスプレイ 626 |
| 37.7.4 反射板 627 |
| 37.8 半透過形ディスプレイ 629 |
| 37.9 投影形ディスプレイ 630 |
| 37.9.1 透過形ディスプレイ 630 |
| 37.9.2 反射形ディスプレイ 631 |
| 37.10 新しい液晶ディスプレイの原理 633 |
| 37.10.1 強誘電性液晶 633 |
| 37.11 まとめ 638 |
| 第38章 有機発光デバイス 643 |
| 38.1 まえがき 643 |
| 38.2 有機半導体 646 |
| 38.2.1 独立分子と van der Waals 分子結晶 646 |
| 38.2.2 吸収、励起子拡散、および蛍光 647 |
| 38.2.3 電荷キャリアの輸送 649 |
| 38.3 有機発光ダイオード 650 |
| 38.3.1 効率的な有機発光ダイオードの必要条件 650 |
| 38.3.2 単層および 2 層有機発光ダイオード 652 |
| 38.3.3 蛍光不純物を用いたデバイス効率の改善 653 |
| 38.3.4 高効率の燐光有機発光ダイオード 654 |
| 38.3.5 不純物添加電荷輸送層のよる低電圧化 658 |
| 38.4 有機ディスプレイ 663 |
| 38.4.1 受動および能動マトリクスディスプレイ 663 |
| 38.4.2 パターン化技術 664 |
| 38.4.3 展望 : 透明、積層、および可撓性有機発光ダイオード 665 |
| 第39章 電解放出とプラズマディスプレイ 671 |
| 39.1 まえがき 671 |
| 39.2 電解放出ディスプレイ (FED) 672 |
| 39.2.1 電界放出ディスプレイの基本原理 672 |
| 39.2.2 電界放出ディスプレイの陰極と陰極材料 674 |
| 39.2.3 電界放出ディスプレイの蛍光スクリーン 678 |
| 39.2.4 電界放出ディスプレイのマトリクスアドレス指定 686 |
| 39.2.5 電界放出ディスプレイの性能と展望 687 |
| 39.3 プラズマディスプレイパネル(PDP) 688 |
| 39.3.1 プラズマディスプレイパネルの放電 690 |
| 39.3.2 プラズマディスプレイパネルの動作原理 693 |
| 39.3.3 プラズマディスプレイパネルの設計と製造 695 |
| 39.3.4 プラズマディスプレイパネルのセルにおける高γコーティング 696 |
| 39.3.5 プラズマディスプレイパネル用の蛍光体 702 |
| 36.3.6 プラズマディスプレイパネルの性能と展望 709 |
| 39.4 まとめ 711 |
| 第40章 電子ペーパ 717 |
| 40.1 まえがき 717 |
| 40.2 微小粒子系ディスプレイ 718 |
| 40.2.1 電気泳動ディスプレイ 718 |
| 40.2.2 回転球ディスプレイ 727 |
| 40.2.3 懸濁粒子ディスプレイ 729 |
| 40.3 紙状ディスプレイの代替技術 730 |
| 40.3.1 直視形反射液晶ディスプレイ 730 |
| 40.3.2 双安定性液晶ディスプレイ 731 |
| 40.3.3 微小機械系ディスプレイ 732 |
| 40.4 フレキシブル背面版の電子回路 733 |
| 40.4.1 印刷可能な集積回路 734 |
| 40.4.2 流体的自己集積化 736 |
| 40.5 展望と将来像 737 |
| 著者紹介 741 |
| 略語集 747 |
| 索引 759 |
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