Понятие динамической неоднородности

Динамическая неоднородность представляет собой локальный объем на поверхности или внутри среды с отличными от ее окружения свойствами, которая не имеет внутри себя статических неоднородностей и генерируется в результате определенных физико-химических процессов.

Динамическая неоднородность может быть локализирована или перемещаться по рабочему объему континуальной (непрерывной) среды в результате взаимодействия с различными физическими полями или динамическими неоднородностями такой же или другой физической природы. В процессе перемещения динамической неоднородности может происходить, например, перенос информации.

Деградация динамической неоднородности не приводит, как правило, к потерям и сбоям в процессах обработки информации.

Известно большое количество динамических неоднородностей различной физической природы. Это

ансамбли заряженных частиц и квазичастиц (зарядовые пакеты, флуксоны и т. п.),

домены (электрические домены, домены Ганна, цилиндрические магнитные домены и т. п.),

динамические неоднородности волновой природы (поверхностные акустические волны, магнитные статические волны) и т. п.

Идея использования динамических неоднородностей в приборах по обработке и хранению информации является основополагающей, ее развитие привело к становлению функциональной электроники. Это не схемотехническое направление в микроэлектронике, использующее в качестве носителей информации динамические неоднородности, основной тенденцией развития которой является интеграция функциональных возможностей приборов и устройств.

Таким образом, функциональная электроника представляет собой область интегральной электроники, в которой изучается возникновение и взаимодействие динамических неоднородностей в континуальных средах в совокупности с физическими полями, а также создаются приборы и устройства на основе динамических неоднородностей для целей обработки, генерации и хранения информации.

В зависимости от типа используемой динамической неоднородности и континуальной среды, различают следующие области ФМЭ:

· функциональная акустоэлектроника,

· функциональная магнитоэлектроника,

· функциональная оптоэлектроника,

· плазмоэлектроника,

· функциональная диэлектрическая электроника,

· молекулярная электроника и т. п.

Объединяющим их признаком является динамическая неоднородность как носитель или транслятор информации.

Например, традиционная полупроводниковая схемотехническая электроника отличается от полупроводниковой функциональной электроники носителем информационного сигнала. В приборах схемотехнической микроэлектроники - аналоговых или цифровых ИС - информация хранится или обрабатывается в ячейках в виде заряда, потенциала или тока определенного уровня на определенной статической неоднородности.

Напротив, в ПЗС-матрицах, относящихся по своей физической природе к изделиям функциональной полупроводниковой электроники, информация хранится (либо обрабатывается) в виде динамической неоднородности - зарядового пакета, состоящего из электронов или дырок. Статические неоднородности, различные схемы обрамления в этих изделиях играют вспомогательную роль.