چکيده— اتوماتای سلولی نقطه کوانتومی (QCA) یک تکنولوژی جدید است که امکان ارائه سایز کوچکتر، مصرف توان پائین تر و سرعت بالاتر را فراهم می آورد و به عنوان راهکاری برای مشکلات مقیاس بندی تکنولوژی CMOS (نیمه هادی اکسید فلزی مکمل) در نظر گرفته می شود. ما یک گیت XOR "F-شکل" جدید مبتنی بر تکنولوژی QCA را پیشنهاد می نماییم. ساختار گیت پیشنهادی ساده است و به لحاظ پیاده سازی مدارات دیجیتال، قدرتمند می باشد. ما مدارات جدید جمع کننده مانند نیم جمع کننده ها و نیم تفریق کننده ها را با استفاده از گیت XOR پیشنهادی، معرفی می نماییم. مدارات جمع کننده پیشنهادی در مقایسه با طرح های قبلی، طراحی ساده تری دارند و فضای کمتری را اشغال می کنند. این مدارات برای بهینه سازی ساختار های پیچیده، مناسب می باشند. نتایج شبیه سازی بیان می نمایند که ساختارهای جدید به لحاظ پیچیدگی مداری، بهبود قابل ملاحظه ای را حاصل می نمایند. عملکرد ساختارهای پیشنهادی با استفاده از ابزار QCADesigner مورد بررسی قرار می گیرد.
کلمات کليدي- نانوتکنولوژی، اتوماتای سلولی نقطه کوانتومی (QCA)، گیت XOR "F-شکل" ، نیم جمع کننده، نیم تفریقگر

Abstract:  Quantum-dot cellular automata (QCA) is a novel nanotechnology that promises smaller size, lower power consumption, with faster speed and is considered as a solution to the scaling problems in complementary metal oxide semiconductor technology. We propose a novel QCA F-shaped XOR gate. The proposed gate is simple in structure and powerful in terms of implementing digital circuits. We implement novel adder circuits like half adders and half subtractors by introducing the proposed XOR gate. The proposed adder circuits are simple in design and occupy a fraction of area, as compared to previous designs. These circuits are suitable for optimizing the complex structures. Simulation results demonstrate that the new structures have achieved significant improvements in terms of circuit complexity. The functionality of proposed structures have been checked by QCADesigner tool.
Keywords-Nanotechnology, Quantum Dot Cellular Automata (QCA), F-shaped XOR gate, Half-adder, Half-subtractor