Carbono Nanotubes para Processadores Mais Rápidos do Computador

Assuntos Cobertos

Introdução
Microplaqueta Nova de Nanotube do Carbono do IBM
A Estrada à Computação do Carbono
Outras Nanotecnologia para Computar
     Graphenes
     Photonics
     Eletrônica Molecular
     Dispositivos Ferromagnetic
Fontes

Introdução

A procura para dispositivos menores com melhor desempenho conduziu a revelação das microplaquetas nanotube-baseadas carbono, que abrem possibilidades emocionantes para a indústria do semicondutor. Um nanotube do carbono é basicamente uma folha do graphene, que tem os átomos de carbono arranjados em um teste padrão sextavado que forma assim uma folha que tem a espessura de um único átomo. Esta folha é rolada acima na forma de um cilindro para formar um nanotube.

Os nanotubes do Carbono, que foram descobertos em 1991, são os nanostructures cilíndricos os maiores conhecidos para existir e eles são ideais para projetar coisas minúsculas tais como microplaquetas. Similar ao silicone, estes nanotubes são igualmente bons semicondutores que fazem os muito úteis no projecto eletrônico.

Microplaqueta Nova de Nanotube do Carbono do IBM

A Nanotecnologia da Natureza relatou recentemente experiências pelos cientistas no IBM que demonstram vários métodos para conseguir chip de computador com melhor desempenho. Embora os nanotubes do carbono foram sabidos para ter as melhores propriedades eletrônicas comparadas aos dispositivos silicone-baseados existentes, as barreiras na manipulação destas câmaras de ar foram uma escolho em produzir as microplaquetas baseadas em nanotubes do carbono.

Para superar o desafio da Integração de diverso bilhão nanotubes em uma única microplaqueta, os pesquisadores “cobraram a dobrar” a microplaqueta do nanotube em duas soluções e criaram uma cola Epoxy bipartido, em que os nanotubes foram limitados firme às regiões do háfnio mas não ao silicone na microplaqueta. Isto causou diversos nanotubes alinhados em série com cada centímetro quadrado que tem bilhão nanotubes.

O grupo de investigação do IBM projectou uma disposição maciça do transistor, com cada disposição que tem seis nanotubes em uma distância de 10 nanômetro distante. Este modelo é dito oferecer 10 vezes um aumento do desempenho em um terço do consumo de potência de dispositivos existentes. Embora esta seja uma grande melhoria dos métodos existentes, a equipa de investigação sente que muito mais o trabalho é necessário encontrar melhores maneiras de manipular estes nanotubes do vários tamanho e formas.

O Parque de Hongsik do pesquisador do IBM observa soluções diferentes de nanotubes do carbono. Crédito de Imagem: Sala de Notícia do IBM

A Estrada à Computação do Carbono

O uso de nanotubes do carbono na computação foi debatido e previsto em diversas reuniões e conferências globais no passado.

Por exemplo, os 2008 Condensaram a conferência da Física da Matéria e dos Materiais guardarada pelo instituto da Física discutido sobre o futuro da computação e previram que os nanotubes do carbono substituirão o silicone no sector do semicondutor em alguns anos. A conferência destacou que o silicone não pode sustentar a procura para produzir dispositivos electrónicos miniaturizados. Os pesquisadores da Universidade de Leeds igualmente relataram que os nanotubes do carbono conduzem a electricidade e podem ser ideais para o uso em circuitos eletrônicos no futuro. Outras negociações na conferência discutiram os defeitos de computadores do silicone e a necessidade para que uma tecnologia melhor melhore a velocidade de computação.

Similarmente, em 2011, os cientistas do IBM demonstraram seus protótipos do nanotube e do graphene que ajudam a integração da computação e dos dispositivos electrónicos no Encontro Internacional dos Dispositivos de Elétron de IEEE. O a equipa de investigação desenvolveu um dispositivo de memória que caracteriza a tecnologia do CMOS em uma bolacha de 200 milímetros, conduzindo à revelação de dispositivo de computação dados-céntrico sofisticado, que pode armazenar volumes altos de dados que podem ser processados em menos do que uma fracção de um segundo. A equipe indicou seu transistor do nanotube do carbono e tinha previsto igualmente que revolucionará a tecnologia informática nos próximos anos.

Imagem do IBM SEM dos nanotubes do carbono depositados em uma trincheira revestida no óxido do háfnio (HfO2) que mostra a selectividade extremamente high-density e excelente (barra da escala: μm 2). Crédito: Sala de Notícia do IBM

Outras Nanotecnologia para Computar

Os Agradecimentos a diversas descobertas na indústria do microchip, a tecnologia do CMOS continuam a ordenar esta indústria. Contudo, a necessidade para que materiais e os projectos novos melhorem o desempenho dos dispositivos electrónicos está tornando-se cada vez mais evidente.

Independentemente dos nanotubes do carbono, os peritos alistam para fora o seguinte como os sucessores prováveis à tecnologia silicone-baseada do CMOS nos próximos anos.

Graphene

Graphene estêve na notícia para suas propriedades eletrônicas originais e em seu uso possível como transistor em dispositivos nanoelectronic da próxima geração. Como novo, os métodos praticáveis para a separação e a fabricação evoluem, graphene são esperados jogar muito logo um papel chave em dispositivos de computação.

Photonics

Photonics é uma outra tecnologia emergente que use fotão em vez dos elétrons e está enfrentando outra vez problemas com a produção comercial devido às despesas enormes em produzir componentes ópticos exóticos. Esta tecnologia, uma vez no mercado, é reivindicada ter o potencial oferecer grandes vantagens em termos das velocidades de computação e do consumo de potência.

Eletrônica Molecular

O alvo da eletrônica molecular é produzir transistor e portas de lógica usando únicas moléculas. Como com muitas outras inovações tecnológicas as mais atrasadas, há diversas barreiras na massa produzindo estes componentes moleculars embora estes são ditos ter benefícios extraordinários tais como economias excelentes da potência e a boa densidade de dados.

Dispositivos Ferromagnetic

Os materiais Ferromagnetic têm os domínios do nanoscale, que estão sendo estudados extensivamente para avaliar a possibilidade de seu uso no armazenamento de dados dos microprocessadores e, com a ajuda de suas propriedades da magnetização. Suas propriedades intrínsecas rendem a estabilidade alta aos dados armazenados neles porque seus domínios são radiação-resistentes e permanentes.

Embora estas tecnologias estejam em sua infância, a procura enorme para dispositivos menores e mais rápidos na indústria de computação ajudará esperançosamente a conduzir mais investigação e desenvolvimento, que conduzirá à comercialização destas técnicas em um futuro próximo.

Entrementes, a tecnologia do CMOS está sendo explorada inteiramente por fabricantes do microprocessador. Ao princípio de 2012, Intel introduziu sua série da Ponte da Hera que caracteriza uma arquitetura de 22 nanômetro que tem um projecto da “aleta 3D”. Igualmente pretendem introduzir os processadores baseados na arquitetura 14nm no tempo de um par anos.

Apesar da tecnologia adotada, o futuro é brilhante para nano e os microprocessadores e são apenas uma questão de tempo antes dos estes encontram sua maneira ao mercado do semicondutor do grosso da população.

Fontes

 

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

Last Update: 14. June 2013 12:46

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