ارزیابی و مدلسازی تاخیر انتشار و نویز همشنوایی در نانولوله های کربنی به عنوان اتصالات میانی

مطالعه نانولوله های کربنی نیازمند مدل هایی است که بتوان رفتار آن ها را به عنوان اتصالات میانی مدل سازی نمود. مدل سازی نانولوله های کربنی تک جداره اساس مدل سازی نانو لوله های کربنی چندجداره می باشد. روش مدل سازی نانولوله های کربنی چندجداره بر اساس نانولوله های کربنی تک جداره به این ترتیب است که برای هر پوسته ی یک نانولوله کربنی چندجداره یک مدار معادل مشابه با نانولوله کربنی تک جداره تخصیص داده می شود و اثر تعداد کانال-های هدایت متفاوت باید در مدار معادل هر پوسته در نظر گرفته شود. توسعه و طراحی تکنولوژی اتصالات میانی نانولوله های کربنی نیازمند ابزارهای شبیه سازی بوده که بتوان با آن ها یکپارچگی سیگنال، تاخیر انتشار، نویز همشنوایی و دیگر پارامتر های لا زم ترکیبات پیچیده نانولوله های کربنی تک-جداره و چندجداره و دسته های آن ها را پیش بینی کرد و آن ها را با اتصالات میانی متداول مسی مقایسه کرد. همچنین به دلیل پیچیدگی نانولوله های کربنی چندجداره و افزایش آن با تعداد پوسته ها، مدار معادلی برای دسته آن ها ارائه نشده و تاخیر و اثرات نویز هم شنوایی نیز در دسته نانولوله های کربنی چندجداره قابل بررسی و توجه است. مشکل اساسی شبیه سازی مدل های مداری نانولوله های کربنی چندجداره با استفاده از نرم افزار hspice، زمان و حجم محاسباتی زیاد است. همچنین مشکل عمده ی تحلیل های حوزه فرکانس برای نانولوله های کربنی چندجداره لزوم انجام عکس تبدیل فوریه برای رسیدن به پاسخ حوزه زمان و محاسبه ی تاخیر است. ما در این تحقیق با استفاده از یک مدل مداری مرجع برای نانولوله های کربنی چندجداره، تحلیل جدیدی برای مقاومت معادل یک نانولوله کربنی چندجداره انجام می دهیم. سپس بر اساس آن یک مدل rlc فشرده برای نانولوله های کربنی چندجداره و همچنین دسته نانولوله های کربنی چندجداره ارائه خواهیم نمود. با استفاده از مدل rlc فشرده مذکور، یک مدل rc فشرده نیز برای نانولوله ها و دسته نانولوله های کربنی چندجداره در سطح اتصالات میانی سراسری ارائه خواهیم کرد. با استفاده از این مدل rc فشرده و همچنین رابطه ی تاخیر انتشار elmore، یک رابطه ی بسته ی ساده برای تاخیر انتشار 50 درصد اتصالات میانی نانولوله ها و دسته نانولوله ها ارائه می کنیم. با استفاده از مدل های rlc فشرده نانولوله های کربنی چندجداره و دسته نانولوله های کربنی چندجداره، مدل-های rlc فشرده ای را برای نانولوله های کربنی چندجداره و دسته آن ها که دارای تزویج خازنی می باشند، ارائه می-کنیم. همچنین با استفاده از مدل های rc فشرده ارائه شده، مدل های rc فشرده ای را نیز برای نانولوله ها و دسته نانولوله های کربنی چندجداره که در سطح اتصالات میانی سراسری دارای تزویج خازنی هستند، ارائه خواهیم کرد. مقایسه نتایج شبیه سازی مدل های rlc و rc فشرده با مدل مرجع میزان خطای قابل قبولی را نشان می دهد در حالی که این مدل ها نیاز به حجم محاسباتی خیلی کمتر و سرعت بسیار بیشری نسبت به مدل مرجع دارند.