Kohlenstoff Nanotubes für Schnellere Computer-Prozessoren

Themen Umfaßt

Einleitung
IBMs Neues Kohlenstoff Nanotube-Chip
Die Strecke zur Kohlenstoff-Datenverarbeitung
Andere Nanotechnologien für die Datenverarbeitung
     Graphenes
     Photonics
     Molekulare Elektronik
     Ferromagnetische Einheiten
Quellen

Einleitung

Die Nachfrage nach kleineren Einheiten mit besserer Leistung hat die Entwicklung von nanotube-basierten Chips des Kohlenstoffes getrieben, die aufregende Möglichkeiten für die Halbleiterindustrie erschließen. Ein Kohlenstoff nanotube ist im Allgemeinen ein Blatt von graphene, das die Kohlenstoffatome hat, die in einem sechseckigen Muster angeordnet werden, das folglich ein Blatt bildet, das Stärke eines einzelnen Atoms hat. Dieses Blatt wird oben in Form eines Zylinders gerollt, um ein nanotube zu bilden.

Kohlenstoff nanotubes, die im Jahre 1991 entdeckt wurden, sind die größten zylinderförmigen nanostructures, die bekannt sind, um zu existieren und sie sind ideal für das Konstruieren von kleinen Sachen wie Chips. Ähnlich Silikon, sind diese nanotubes auch die guten Halbleiter, die sie sehr nützlich in der elektronischen Auslegung machen.

IBMs Neues Kohlenstoff Nanotube-Chip

Natur Nanotechnologie berichtete vor kurzem über Experimente durch Wissenschaftler an IBM, die verschiedene Methoden demonstrieren, um Computerchips mit besserer Leistung zu erzielen. Obwohl Kohlenstoff nanotubes bekannt, um die besseren elektronischen Eigenschaften zu haben, die mit existierenden Silikon-basierten Einheiten verglichen wurden, sind Sperren in der Manipulation dieser Gefäße ein Hindernis gewesen, wenn sie die Chips produzierten, die auf Kohlenstoff nanotubes basieren.

Um die Herausforderung der Integration von einiges Milliarde nanotubes in ein einzelnes Chip auszugleichen, „bezogen“ Forscher das nanotube Chip in zwei Lösungen doppelt und stellten einen zweiteiligen Epoxy-Kleber her, in dem nanotubes fest zu den Hafniumregionen aber nicht zum Silikon auf dem Chip gesprungen wurden. Dieses verursachte einige nanotubes, die in Serie mit jedem Quadratzentimeter Milliarde nanotubes habend ausgerichtet wurden.

Die IBM-Forschungsgruppe hat eine enorme Transistorreihe konstruiert, wenn jede Reihe sechs nanotubes in einem Abstand hat, von 10 nm auseinander. Dieses Baumuster wird gesagt, um eine 10fache Leistungszunahme bei Drittel der Leistungsaufnahme der vorhandenen Einheiten anzubieten. Obgleich dieses eine große Verbesserung von vorhandenen Methoden ist, glaubt das Forschungsteam, dass viel mehr Arbeit erforderlich ist, bessere Wege herauszufinden, diese nanotubes der verschiedenen Größe und der Formen zu manipulieren.

IBM-Forscher Hongsik-Park beobachtet verschiedene Lösungen von Kohlenstoff nanotubes. Bildkredit: IBM-Nachrichten-Raum

Die Strecke zur Kohlenstoff-Datenverarbeitung

Der Gebrauch von Kohlenstoff nanotubes, bei der Datenverarbeitung ist an einigen globalen Sitzungen und an Konferenzen in der Vergangenheit debattiert worden und vorausgesagt worden.

Zum Beispiel Kondensierten die 2008 die Stoff-und Material-Physikkonferenz, die vom Institut von Physik behandelt über die Zukunft der Datenverarbeitung angehalten wurde und sagten, dass Kohlenstoff nanotubes Silikon im Halbleitersektor in ein paar Jahren austauschen voraus. Die Konferenz markierte, dass Silikon möglicherweise nicht die Nachfrage stützt, um miniaturisierte elektronische Geräte zu produzieren. Leeds-Hochschulforscher berichteten auch, dass Kohlenstoff nanotubes Strom leiten und für Gebrauch im elektronischen Schaltkreis ideal in der Zukunft sein können. Andere Gespräche bei der Konferenz behandelten die Mängel von Silikoncomputern und den Bedarf an einer besseren Technologie, Rechengeschwindigkeit zu verbessern.

Ähnlich im Jahre 2011 demonstrierten IBM-Wissenschaftler ihre nanotube und graphene Prototypen, die Integration der Datenverarbeitung und der elektronischen Geräte am Elektron-Einheits-Treffen IEEE Internationalen helfen. Das Forschungsteam hat ein größtintegriertes Speicherbauelement entwickelt, das CMOS-Technologie auf einem 200 mm-Wafer kennzeichnet und geführt zu Entwicklung der hoch entwickelten Daten-zentralen Datenverarbeitungseinheit, die hohe Volumen Daten, die in kleiner, als ein Bruch einer Sekunde aufbereitet werden können speichern kann. Das Team zeigte seinen Kohlenstoff nanotube Transistor an und hatte auch vorausgesagt, dass er Komputertechnologie in den kommenden Jahren revolutioniert.

Bild IBMS SEM von Kohlenstoff nanotubes abgegeben auf einem Graben beschichtet im Hafniumoxid, das (HfO2) extrem und ausgezeichnete Selektivität mit hoher Schreibdichte zeigt (Maßstabsbalken: μm 2). Kredit: IBM-Nachrichten-Raum

Andere Nanotechnologien für die Datenverarbeitung

Dank die einige Entdeckungen in der Mikrochipindustrie, die CMOS-Technologie fährt fort, diese Industrie anzuordnen. Jedoch wird der Bedarf an den neuen Materialien und an den Auslegungen, die Leistung von elektronischen Geräten zu verbessern in zunehmendem Maße offensichtlich.

Abgesehen von Kohlenstoff nanotubes drucken Experten heraus das folgende als die wahrscheinlichen Nachfolger zur Silikon-basierten CMOS-Technologie in den kommenden Jahren aus.

Graphene

Graphene ist in den Nachrichten für seine eindeutigen elektronischen Eigenschaften und in seinem möglichen Gebrauch als Transistoren in den nanoelectronic Einheiten der nächsten Generation gewesen. Als neu, entwickeln durchführbare Methoden für Trennung und Fälschung, graphene wird erwartet, eine Schlüsselrolle in Datenverarbeitungseinheiten sehr bald zu spielen.

Photonics

Photonics ist eine andere auftauchende Technologie, die Photonen anstelle der Elektronen verwendet und stellt wieder Probleme mit der wirtschaftlich lohnenden Produktion wegen der enormen Ausgaben gegenüber, wenn er exotische optische Bauteile produziert. Diese Technologie, einmal im Markt, wird behauptet, um das Potenzial zu haben, große Vorteile im Hinblick auf Rechengeschwindigkeiten und Leistungsaufnahme anzubieten.

Molekulare Elektronik

Das Ziel der molekularen Elektronik ist, Transistoren und Logiktore unter Verwendung der einzelnen Moleküle zu produzieren. Wie mit vielen anderen spätesten technologischen Innovationen, gibt es einige Sperren, wenn man diese molekularen Bauteile in Serienfertigung herstellt, obwohl diese gesagt werden, um außerordentlichen Nutzen wie ausgezeichnete Leistungseinsparungen und gute Datendichte zu haben.

Ferromagnetische Einheiten

Ferromagnetische Materialien haben nanoscale Gebiete, die weitgehend studiert werden, um die Möglichkeit ihres Gebrauches im Mikroprozessor- und Datenspeicher einzuschätzen, mithilfe ihrer Magnetisierungseigenschaften. Ihre tatsächlichen Eigenschaften übertragen hohe Stabilität zu den Daten, die in ihnen gespeichert werden, da ihre Gebiete strahlungsresistent und nichtflüssig sind.

Obgleich diese Technologien an ihrer Kindheit sind, hilft die enorme Nachfrage nach den kleineren und schnelleren Einheiten in der Datenverarbeitungsindustrie hoffnungsvoll, mehr Forschung und Entwicklung zu treiben, die zu Kommerzialisierung dieser Techniken in naher Zukunft führt.

Unterdessen wird die CMOS-Technologie völlig durch Mikroprozessorhersteller ausgenutzt. Anfang 2012 stellte Intel seine Efeu-Brückenserie vor, die eine 22 nm Architektur kennzeichnet, die eine Auslegung „der Flosse 3D“ hat. Sie beabsichtigen auch, die Prozessoren einzuführen, die auf Architektur 14nm in ein paar Jahre basieren.

Unabhängig davon die Technologie, die angenommen wird, ist die Zukunft für Nano hell und Mikroprozessoren und es sind gerade ein Frage der Zeit vor diesen finden ihre Methode zum Mainstreamhalbleitermarkt.

Quellen

 

Date Added: Nov 21, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 12:22

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