Los Investigadores de IBM Demuestran la Nueva Aproximación a la Nanotecnología del Carbón

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

Los científicos de IBM han demostrado una nueva aproximación a la nanotecnología del carbón que abren el camino para la fabricación comercial dramáticamente de más pequeño, chips de ordenador más rápidamente y más potentes.

Los investigadores de IBM se están acercando a la fabricación comercial de los nanotubes del carbón, silicio potencialmente sucesivo y dando por resultado más pequeño, más rápidamente, chips de ordenador más potentes. (PRNewsFoto/IBM)

Por primera vez, más que los transistores de trabajo de los diez milésimos hechos de tubos nano-clasificados del carbón se han colocado y se han probado exacto en una única viruta usando procesos estándar del semiconductor. Estos dispositivos del carbón se contrapesan para reemplazar y para superar tecnología del silicio permitiendo la miniaturización adicional de componentes que calculan y llevando la manera para la microelectrónica futura.

Ayudado por la innovación rápida durante cuatro décadas, la tecnología de microprocesador del silicio se ha encogido de tamaño y ha mejorado continuamente en el funcionamiento, de tal modo impulsando la revolución de la tecnología de la información. Los transistores del Silicio, los interruptores minúsculos que llevan la información sobre una viruta, se han hecho más pequeños año tras año, pero se están acercando a una punta de la limitación física. Sus dimensiones cada vez más pequeñas, ahora alcanzando el nanoscale, prohibirán cualquier avance en el funcionamiento debido a la naturaleza del silicio y a las leyes de la física. Dentro de algunas más generaciones, la graduación a escala y la contracción clásicas rendirán no más las ventajas importantes de procesadores más inferiores de la potencia, más baratos y más altos de la velocidad a los cuales la industria ha llegado a estar acostumbrada.

Los nanotubes del Carbón representan una nueva clase de los materiales del semiconductor cuyas propiedades eléctricas son más atractivas que el silicio, determinado para los dispositivos constructivos del transistor del nanoscale que son algunos diez de átomos a través. Los Electrones en transistores del carbón pueden mover más fácil que en dispositivos silicio-basados teniendo en cuenta un transporte más rápido de datos. Los nanotubes también se dan forma idealmente para los transistores en la escala atómica, una ventaja sobre el silicio. Estas calidades están entre las razones para reemplazar el transistor tradicional del silicio por el carbón - y acoplado con nuevas configuraciones del diseño de chips - permitirán el calcular de la innovación en una escala miniatura para el futuro.

La aproximación desarrollada en los laboratorios de IBM pavimenta la manera para la fabricación del circuito con un gran número de transistores del nanotube del carbón en las posiciones predeterminadas del substrato. La capacidad de aislar nanotubes semiconductores y de poner una alta densidad de los dispositivos del carbón en un fulminante es crucial evaluar su conveniencia para una tecnología - más de un mil millones transistores serán eventual necesarios para la integración futura en virutas comerciales. Hasta ahora, los científicos han podido poner a lo más dispositivos del nanotube de unas centenas carbones al mismo tiempo, no casi bastante a las cuestiones claves de direccionamiento para las aplicaciones comerciales.

Los “nanotubes del Carbón, soportados fuera de química, han sido en gran parte curiosidades del laboratorio por lo que las aplicaciones microelectrónicas. Estamos tentativa los primeros pasos de progresión hacia una tecnología fabricando los transistores del nanotube del carbón dentro de una infraestructura convencional de la fabricación del fulminante,” dijo a Supratik Guha, Director de Ciencias Físicas en la Investigación de IBM. “El estímulo a trabajar en los transistores del nanotube del carbón es ése en las dimensiones extremadamente pequeñas del nanoscale, ellas supera los transistores hechos de cualquier otro material. Sin Embargo, hay retos a dirigir por ejemplo la pureza ultra elevada de los nanotubes del carbón y para deliberar la colocación en el nanoscale. Hemos estado haciendo zancadas importantes en ambos.”

Estudiado Originalmente para la física que se presenta de sus dimensiones y dimensiones de una variable atómicas, los nanotubes del carbón están siendo explorados por los científicos por todo el mundo en las aplicaciones que atraviesan los circuitos integrados, el almacenamiento de energía y la conversión, biomedical que detecta y secuencia de la DNA.

Este logro fue publicado hoy en la Nanotecnología par-revisada de la Naturaleza del gorrón.

El Camino al Carbón

Carbón, un elemento básico fácilmente disponible del cual cristales tan duros como los diamantes y tan suavemente como el “terminal de componente” en un lápiz se hace, tienen aplicaciones amplias de las TIC.

Los nanotubes del Carbón son únicas hojas atómicas del carbón laminadas hacia arriba en un tubo. El nanotube del carbón forma la base de un dispositivo del transistor que funcione en una moda similar al transistor actual del silicio, pero será más de funcionamiento satisfactorio. Podrían ser utilizados para reemplazar los transistores en las virutas que mueven por motor nuestros servidores de dato-crujido, ordenadores de ejecución del alto y teléfonos elegantes ultrarrápidos.

A principios de este año, los investigadores de IBM demostraron los transistores del nanotube del carbón pueden operatorio como interruptores excelentes en las dimensiones moleculares de menos de diez nanómetros - el equivalente 10.000 veces a más fino que un hilo del cabello humano y menos que mitad de la talla de la tecnología de cabeza del silicio. El modelado Completo de los circuitos electrónicos sugiere que alrededor de una mejoría de cinco a diez veces en el funcionamiento comparado a los circuitos del silicio es posible.

Hay retos prácticos para que los nanotubes del carbón se conviertan en una tecnología comercial notablemente, según lo mencionado anterior, debido a la pureza y a la colocación de los dispositivos. Los nanotubes del Carbón vienen naturalmente como una mezcla de especie metálica y semiconductora y necesitan ser colocados perfectamente en la superficie del fulminante para hacer los circuitos electrónicos. Para la operación del dispositivo, solamente la clase semiconductora de tubos es útil que requiere esencialmente el retiro completo los metálicos prevenir desvíos en circuitos. También, para que la integración del gran escala suceso, es crítico poder controlar la alineación y la ubicación de los dispositivos del nanotube del carbón en un substrato.

Para superar estas barreras, los investigadores de IBM desarrollaron un método nuevo basado en la química de intercambio iónico que permite la colocación exacta y controlada de los nanotubes alineados del carbón en un substrato en una alta densidad - dos mayores experimentos que anteriores de los órdenes de magnitud, activando la colocación controlada de nanotubes individuales con una densidad de alrededor de mil millones por centímetro cuadrado.

El proceso comienza con los nanotubes mezclados con un tensioactivador, una clase del carbón de jabón que los haga solubles en agua. Un substrato se comprende de dos óxidos con los fosos hechos del óxido químico-modificado del hafnio (HfO2) y el descanso del óxido de silicio (SiO2). El substrato consigue sumergido en la solución del nanotube del carbón y la fijación de los nanotubes vía un vínculo químico a las regiones HfO2 mientras que el descanso de la superficie sigue siendo limpio.

Combinando química, el tramitación y dirigir de la experiencia, investigadores de IBM pueden fabricar más que los transistores de los diez milésimos en una única viruta.

Además, la prueba rápida de millares de dispositivos es posible usando las herramientas en grandes cantidades de la caracterización debido a la compatibilidad a los procesos comerciales estándar.

Pues esta nueva técnica de la colocación puede ser ejecutada fácilmente, implicando las substancias químicas comunes y la fabricación existente del semiconductor, permitirá que la industria trabaje con los nanotubes del carbón en una mayor escala y entregue la innovación adicional para la electrónica del carbón.

Fuente: http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:33

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