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より速いコンピュータプロセッサのためのカーボン Nanotubes

カバーされるトピック

導入
IBM の新しいカーボン Nanotube チップ
カーボン計算への道
計算のための他のナノテクノロジー
     Graphenes
     Photonics
     分子電子工学
     強磁性装置
ソース

導入

よりよいパフォーマンスのより小さい装置のための要求は半導体工業のためのエキサイティングな可能性を開発するカーボン nanotube ベースのチップの開発を運転しました。 カーボン nanotube は基本的にこうして単一原子の厚さを持っているシートを形作る六角形パターンで配列される炭素原子がある graphene のシートです。 このシートはシリンダーの形をした nanotube を形作るために転送されます。

1991 年に検出されたカーボン nanotubes は存在すると知られている最も大きい円柱 nanostructures およびですチップのような小さい事を設計するために理想的です。 ケイ素に類似した、これらの nanotubes はまたそれらを電子デザインに非常に有用にさせるよい半導体です。

IBM の新しいカーボン Nanotube チップ

性質のナノテクノロジーは IBM でよりよいパフォーマンスのコンピュータ・チップを達成するためにさまざまな方法を示す科学者によって最近実験を報告しました。 あるケイ素ベースの装置と比較されたよりよい電子特性があるためにカーボン nanotubes は知られていたけれどもこれらの管の処理の障壁はカーボンずっと nanotubes に基づいてチップの作成の障害です。

単一チップに複数の十億の nanotubes の統合の挑戦を克服するためには、研究者は 2 つの解決の nanotube チップを 「二重浸し」、 nanotubes がハフニウム領域にないチップのケイ素にしっかりと区切られた 2 部のエポキシを作成しました。 これは十億の nanotubes を持っているあらゆる平方センチメートルとシリーズで一直線に並んだ複数の nanotubes をもたらしました。

IBM の研究グループは 10 nm の間隔で 6 つの nanotubes を持っていて各アレイが大きいトランジスターアレイを、離れて設計しました。 このモデルは既存の装置のパワー消費量の 3 分の 1 で十倍パフォーマンス増加を提供すると言われます。 これが既存の方法からの大きい改善であるが、調査チームはもっとたくさんさまざまなサイズおよび形のこれらの nanotubes を処理するよりよい方法を調べるために作業が必要であることに感じます。

IBM の研究者の Hongsik 公園はカーボン nanotubes の異なった解決を観察します。 画像著作権: IBM のニュース部屋

カーボン計算への道

計算のカーボン nanotubes の使用は複数の全体的な会合および会議で以前討論され、予測されました。

例えば、 2008 は計算の未来について論議された物理学の協会が開いた問題および材料の物理学の会議を凝縮させ、カーボン nanotubes が半導体のセクターのケイ素を数年のうちに取り替えることを予測しました。 会議は小型化された電子デバイスを作り出すためにケイ素が要求を支えないかもしれないこと強調しました。 リーズ大学研究者はまたカーボン nanotubes が電気を行ない、電子回路部品の使用にとって将来理想的である場合もあることを報告しました。 会議の他の話はケイ素のコンピュータの欠点およびよりよい技術のための必要性を演算速度を改善する論議しました。

同様に、 2011 年に、 IBM の科学者は IEEE の国際的な電子デバイスの会うことで計算し、電子デバイスの統合を助ける彼らの nanotube および graphene プロトタイプを示しました。 調査チームは処理することができるわずかよりより少しで高いデータ量を保存できる秒洗練されたデータ中枢的な計算装置の開発の原因となる 200 の mm のウエファーの CMOS の技術を特色にするメモリデバイスを発達させました。 チームはカーボン nanotube のトランジスターを表示し、また計算技術を今後数年間革命化することを予測しました。

非常に高密度および優秀な選択率 (スケール棒を示すハフニウムの酸化物で塗られる (HfO2)堀で沈殿するカーボン nanotubes の IBM SEM の画像: 2 μm)。 信用: IBM のニュース部屋

計算のための他のナノテクノロジー

マイクロチップ工業の複数の発見のおかげで、 CMOS の技術この企業を支配し続けます。 ただし電子デバイスのパフォーマンスを改善する、新しい材料およびデザインのための必要性はますます明白になっています。

カーボン nanotubes から離れて、専門家はケイ素ベースの CMOS の技術に本当らしい後継者として次を今後数年間リストします。

Graphene

Graphene は一義的な電子特性のためのニュースおよび次世代の nanoelectronic 装置のトランジスターとして可能な使用にありました。 新しい、分離のための実現可能法および製造はとして、 graphene 計算装置の重要な役割をすぐに担うと期待されます展開します。

Photonics

Photonics は電子の代りに光子を使用するで、再度エキゾチックな光学コンポーネントの作成の巨大な費用による商業生産の問題に直面していますもう一つの技術出現。 市場のこの技術は、一度、演算速度およびパワー消費量の点では大きい利点がある潜在性があるように要求されます。

分子電子工学

分子電子工学の目標は単一の分子を使用してトランジスターおよび論理回路を作り出すことです。 他の多くの最新の技術革新と同じように、これらの分子コンポーネントの大量生産に複数の障壁があります優秀な力の節約およびよいデータ密度のような異常な利点があるとこれらは言われるけれども。

強磁性装置

強磁性材料に磁化の特性の助けによってマイクロプロセッサおよびデータ記憶の使用の可能性を査定するために広く調査されている nanoscale の領域があります。 本質的な特性は領域が放射抵抗力があり、不揮発性であるのでそれらで保存されるデータに安定性が高いします。

これらの技術が幼年時代にあるが、コンピュータ産業のより小さく、より速い装置のための巨大な要求はうまく行けばこれらの技術の商業化の近い将来に原因となるより多くの研究開発の運転を助けます。

その間、 CMOS の技術はマイクロプロセッサ製造業者によって十分に開発されています。 早い 2012 年に、 Intel は 3D 「ひれ」デザインを持っている 22 nm アーキテクチャを特色にするキヅタ橋シリーズをもたらしました。 それらはまた幾つかの数年間のうちに 14nm アーキテクチャに基づいてプロセッサを導入するように意図します。

採用される技術に関係なく未来は nano のために明るく、マイクロプロセッサおよびそれは主流の半導体の市場にこれらのの前にちょうど時間の問題見つけます方法をです。

ソース

 

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

Last Update: 14. June 2013 12:29

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