مدل مداري و ماتريس انتقال خطوط ارتباطي نانولوله‌هاي كربني چندلايه ناهمسان باندل شده

Circuit model and transfer matrix model of mixed multiwall carbon nanotube interconnects

با استفاده از مدل خط انتقال چندگانه، مدل مداري جامعي براي استفاده در خطوط ارتباطي نانولوله‌هاي كربني چندلايه ناهمسان باندل شده پيشنهاد مي‌شود. با بهره گيري از مدل مداري پيشنهادي، يك مدل الگوريتمي نيز جهت محاسبه ماتريس انتقال اين نوع خطوط ارتباطي ارائه مي‌گردد. در مدل مداري و به تبع آن مدل الگوريتمي ماتريس انتقال، اثرات سلفي و خازني و همچنين تونل زني بين لايه‌هاي كربني لحاظ شده است. براي هر چه دقيقتر شدن نتايج محاسبات، پارامتر تعداد بلوك هاي توزيع شده براي اين نوع خط ارتباطي ارائه مي‌شود. جامع و الگوريتمي بودن مدل فوق به اين معناست كه مي‌توان از آن در كليه ابعاد و تكنولوژي هاي خطوط ارتباطي استفاده كرد. در ضمن هر گونه تغيير در پارامترهاي فيزيكي نانولوله ها به سادگي در مدل مداري و روابط ماتريس انتقال وارد مي‌شود و مي‌توان اثرات ناشي از آنها را بررسي كرد. با استفاده از مدل مداري و مدل الگوريتمي ماتريس انتقال استخراج شده مي‌توان انواع تحليل هاي پايداري نظير نايكوئيست، بد، نيكولز و پاسخ هاي حوزه زمان خطوط ارتباطي نانولوله‌هاي كربني چندلايه ناهمسان باندل شده مورد استفاده در مدارات با مقياس بزرگ را بررسي كرد. در اين مقاله پس از معرفي مدل مداري پيشنهادي براي خطوط ارتباطي نانولوله‌هاي كربني چندلايه ناهمسان باندل شده و استخراج مدل الگوريتمي ماتريس انتقال، به صورت موردي به استخراج نمودارهاي خروجي اين نوع خطوط ارتباطي در حوزه زمان و نايكوئيست مي‌پردازيم. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش طول يا قطر نانولوله ها، تاخير خطوط ارتباطي افزايش يافته ولي پايداري نسبي آنها بيشتر مي‌شود.

Using multi transmission line (MTL) model, a compact circuit model for mixed multiwall carbon nanotube (MMWCNT) interconnects is proposed. Using the proposed circuit model, an algorithmic model is proposed for calculating the transfer matrix of these interconnects. In the proposed circuit model and also algorithmic model, capacitive, inductive and tunneling effects between the carbon layers is considered. Moreover the concept of distributed circuit block parameters is proposed for this type of interconnects. This model is compact because it can be used in wide range and technology of interconnects. Also using this model, any change in the physical parameters of the nanotubes can be considered in the circuit model and algorithmic model. Using the circuit model and algorithmic model one can calculate various stability and time domain responses for MMWCNT interconnects in VLSI circuits. In this paper after proposing the circuit model and algorithmic model, we have calculated step time response and Nyquist response of MMWCNT interconnects. The results show that by increasing the length and diameter of the tubes, the delay of the interconnects is increased and its stability is increased too.