Nanoelektronik mit Y-Schaltern und Quantendrähten

Das Konzept der selektiven Auswahl

Ausgenutzt wurde hierzu, dass jeder Quantendraht-Transistor des Carry- bzw. Summen-Bits selbst schon ein NAND-Gatter darstellt [13]. Es zeigte sich nämlich, dass die Leitfähigkeit eines Quantendrahtes trotz symmetrischer Anordnung zweier seitlicher Gatter asymmetrisch zu den anliegenden Spannungen verläuft.

Nur wenn positive Spannungen an beiden seitlichen Gattern anliegen, nimmt die Leitfähigkeit im Draht zu. Liegt allerdings an einem oder beiden Gattern eine negative Spannung an, wird der Draht nichtleitend.

Der nanoelektronische Volladdierer nutzt dieses Konzept der selektiven Auswahl von geöffneten und geschlossenen Quantendrähten, um die einzelnen Bauteil-Stufen zu kontrollieren. An den Gattern des Carry-Bits werden sämtliche kombinatorische Konfigurationen der Eingangsignale A, B und C-in verwendet und sind so arrangiert, dass das Carry-Bit ein UND-Gatter mit drei Eingängen darstellt.

An den Gattern des horizontalen Quantendrahtes befinden sich die Eingänge A/B, und an den vertikalen Drähten die Eingänge A/C-in und B/C-in. In dieser Eingangskonfiguration nimmt das Ausgangssignal das Signal der Versorgungsspannung an, vorausgesetzt dass beide Gatter- Spannungen des entsprechenden Drahtes auf einem High-Level (H) liegen. Befinden sich dagegen zwei beliebige oder alle drei Eingänge auf einem Low-Level (L), wird das Ausgangssignal des Carry-Bits über den Ausgangswiderstand auf Massepotenzial gezogen.