Les Chercheurs d'IBM Expliquent l'Élan Neuf à la Nanotechnologie de Carbone

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

Les scientifiques d'IBM ont expliqué un élan neuf à la nanotechnologie de carbone qui ouvrent le chemin pour la fabrication commerciale excessivement de plus petit, des puces pour ordinateurs plus rapidement et plus puissantes.

Les chercheurs d'IBM approchent la fabrication commerciale des nanotubes de carbone, silicium potentiellement de réussite et ayant pour résultat plus petit, plus rapidement, des puces pour ordinateurs plus puissantes. (PRNewsFoto/IBM)

Pour la première fois, plus que les transistors fonctionnants de dix-millièmes faits de tubes de taille d'une nano de carbone ont été avec précision mis et testés dans une puce unique utilisant des procédés normaux de semi-conducteur. Ces dispositifs de carbone sont portés en équilibre pour remonter et surpasser la technologie de silicium permettant davantage de miniaturisation de calculer des composants et d'aboutir la voie pour la future microélectronique.

Facilité par l'innovation rapide plus de quatre décennies, la technologie de microprocesseur de silicium a soutenu rétréci dans la taille et s'est améliorée dans la performance, pilotant de ce fait la révolution de technologie de l'information. Des transistors de Silicium, les contacts minuscules qui diffusent l'information sur une puce, ont été effectués une plus petite année après année, mais ils approchent une remarque de la limitation matérielle. Leurs cotes de plus en plus petites, atteignant maintenant le nanoscale, interdiront tous les gains dans la performance due à la nature du silicium et aux lois de la physique. Dans quelques plus de rétablissements, la graduation et le rétrécissement classiques ne fourniront plus les importants avantages des compilateurs de puissance faible, plus peu coûteux et plus élevés de vitesse aux lesquels l'industrie s'est habituée.

Les nanotubes de Carbone représentent une classe neuve des matériaux de semi-conducteur dont les propriétés électriques sont plus attrayantes que le silicium, en particulier pour les dispositifs de établissement de transistor de nanoscale qui sont quelques dizaines d'atomes à travers. Les Électrons dans des transistors de carbone peuvent déménager plus facile que dans des dispositifs silicium-basés tenant compte d'un transport plus rapide des données. Les nanotubes sont également idéalement formés pour des transistors à l'échelle atomique, un avantage par rapport au silicium. Ces qualités sont parmi les raisons de remplacer le transistor traditionnel de silicium par le carbone - et ajouté aux architectures neuves de conception de circuit intégré - laisseront calculer l'innovation sur une échelle miniature à l'avenir.

L'élan développé aux laboratoires d'IBM prépare le terrain pour la fabrication de circuit avec un grand nombre de transistors de nanotube de carbone aux positions prédéterminées de substrat. La capacité d'isoler des nanotubes semi-conducteurs et de mettre une haute densité de dispositifs de carbone sur un disque est essentielle d'évaluer leur aptitude à une technologie - éventuellement plus d'un milliard de transistors seront nécessaires pour la future intégration dans les puces commerciales. Jusqu'ici, les scientifiques ont pu mettre tout au plus quelques dispositifs de nanotube de cents carbones à la fois, assez pas presque aux questions clés d'e-mail de référence pour des applications commerciales.

Les « nanotubes de Carbone, défrayés hors de la chimie, ont en grande partie été des curiosités de laboratoire en ce qui concerne des applications microélectroniques. Nous essayons les premières étapes vers une technologie en fabriquant des transistors de nanotube de carbone dans une infrastructure conventionnelle de fabrication de disque, » a dit Supratik Guha, Directeur des Sciences Physiques à la Recherche d'IBM. « La motivation à travailler sur des transistors de nanotube de carbone est celle aux cotes extrêmement petites de nanoscale, elles surpassent des transistors effectués à partir de n'importe quel autre matériau. Cependant, il y a des défis à l'adresse telle que la pureté ultra grande des nanotubes de carbone et délibère l'emplacement au nanoscale. Nous avions effectué des pas significatifs dans les deux. »

Initialement étudié pour la physique qui résulte de leurs cotes et formes atomiques, des nanotubes de carbone sont explorés par des scientifiques mondiaux dans les applications qui enjambent des circuits intégrés, stockage et conversion de l'énergie, se sentir biomédical et ordonnancer d'ADN.

Cet accomplissement a été publié aujourd'hui en Nanotechnologie pair-révisée de Nature de tourillon.

La Route au Carbone

Carbone, dont un élément fondamental facilement disponible cristaux aussi durs que les diamants et aussi doucement que le « plomb » dans un faisceau filiforme sont effectués, a des applications INFORMATIQUES étendues.

Les nanotubes de Carbone sont les feuilles atomiques uniques de carbone roulées dans un tube. Le nanotube de carbone forme le noyau d'un dispositif de transistor qui fonctionnera d'une mode assimilée au transistor actuel de silicium, mais sera plus performant. Ils pourraient être employés pour remonter les transistors dans les puces qui actionnent nos serveurs de donnée-craquement, ordinateurs exécutants de haut et smartphones ultra-rapides.

Plus tôt cette année, les chercheurs d'IBM ont expliqué des transistors de nanotube de carbone peuvent opérer en tant qu'excellents contacts aux cotes moléculaires de moins de dix nanomètres - l'équivalent 10.000 fois plus mince qu'un toron des cheveux et de moins que la moitié de la taille de la principale technologie de silicium. La modélisation Complète des circuits électroniques suggère qu'environ une amélioration de cinq à dix fois dans la performance comparée aux circuits de silicium soit possible.

Il y a des défis pratiques pour que les nanotubes de carbone deviennent une technologie commerciale notamment, en tant que plus précoce, en raison mentionnés de la pureté et de l'emplacement des dispositifs. Les nanotubes de Carbone viennent naturellement comme mélange de substance métallique et semi-conductrice et doivent être mis parfaitement sur la surface de disque pour effectuer les circuits électroniques. Pour le fonctionnement de dispositif, seulement le genre semi-conducteur de tubes est utile qui exige essentiellement du démontage complet de le métallique d'éviter des erreurs dans des circuits. En Outre, pour que l'intégration de large échelle se produise, il est critique de pouvoir régler le cadrage et l'emplacement des dispositifs de nanotube de carbone sur un substrat.

Pour surmonter ces barrages, les chercheurs d'IBM ont développé une méthode nouvelle basée sur la chimie d'échange ionique qui permet l'emplacement précis et réglé des nanotubes alignés de carbone sur un substrat à une haute densité - deux ordres de grandeur des expériences que précédentes plus grandes, activant l'emplacement réglé de différents nanotubes avec une densité environ de milliard selon le centimètre carré.

Le procédé commence par des nanotubes de carbone mélangé à du surfactant, un genre de savon qui les rend solubles dans l'eau. Un substrat est composé de deux oxydes avec des tranchées faites d'oxyde chimique-modifié d'hafnium (HfO2) et le reste de l'oxyde de silicium (SiO2). Le substrat obtient immergé dans la solution de nanotube de carbone et l'attache de nanotubes par l'intermédiaire d'une liaison chimique aux régions HfO2 tandis que le reste de la surface demeure propre.

En combinant la chimie, le traitement et concevoir des compétences, chercheurs d'IBM peuvent fabriquer plus que des transistors de dix-millièmes sur une puce unique.

En Outre, le test rapide des milliers de dispositifs est possible utilisant les outils à fort débit de caractérisation dus à la compatibilité des procédés commerciaux normaux.

Car cette technique neuve d'emplacement peut être promptement mise en application, concernant les produits chimiques communs et la fabrication existante de semi-conducteur, elle permettra à l'industrie de fonctionner avec des nanotubes de carbone à une échelle plus grande et de fournir davantage d'innovation pour l'électronique de carbone.

Source : http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit