ナノイオニクス
ナノイオンデバイスの例は、機能性ヘテロ接合における高速イオン輸送を有する全固体スーパーキャパシタ(ナノイオンスーパーキャパシタ)、ナノ構造電極を有するリチウム電池および燃料電池、高速イオン伝導体に基づく量子化伝導性を有するナノスイッチ(メモリスタおよびprogrammable metallization cell参照)がある。これらは、サブ電圧およびディープサブ電圧ナノエレクトロニクスと相性が良く、例えば自律型マイクロ電源、RFID、MEMS、スマートダスト、ナノモルフィックセル、他のマイクロシステムやナノシステム、再構成可能メモリセルアレイなどに幅広く使用できる。
固体状態での速いイオン電導の重要事例は、イオン結晶の表面空間電荷層におけるものである。このような伝導はKurt Lehovecにより最初に予測された。イオン伝導性に関する境界条件の重要な役割はC.C. Liangにより最初に実験的に発見された。彼はLiI-Al2O32相系において異常に高い伝導を見つけた。特定の性質を有する空間電荷層はナノメートルの厚さを有するため、その効果はナノイオニクス(ナノイオニクスI)に直接関係する。Lehovec効果は、現代の携帯用リチウム電池や燃料電池に使われている多数のナノ構造高速イオン伝導体を生み出す基礎となる。近年、 不規則ポテンシャル緩和における空間電荷形成および緩和過程(直接問題)を詳細に記述するため、および高速イオン輸送を伴うナノシステムの特性(逆問題)を解釈するため(例えば、集団現象を説明するためにA. K. Jonscherの「ユニバーサルな」動的応答を導く結合イオン輸送と誘電分極過程)に1D構造動的なアプローチがナノイオニクスで開発された。
nmおよびサブnm以下のペタスケールの集積化においてはどのような種類の論理スイッチを使うことができるのだろうか?the question was the subject matter already in, where the term "nanoelectronics" was not used yet. 量子力学はテラスケールでのトンネル効果により電子の区別可能な配置を制限する。10 cm ビット密度限界を突破するために、L <2 nmの特徴的な大きさを持つ原子・イオン配置は情報領域で使用するべきであり、電子よりもずっと大きい情報キャリアの有効質量m*を有する材料が必要である。L =1 nmにおいてm* =13 me、L =0,5 nmにおいてm* =53 me、L =0,2 nmにおいてm* =336 me 。将来の小型デバイスは、ナノイオン、すなわち冒頭に述べたようにナノスケールでの高速イオン輸送に基づくものとなる可能性がある。