I Ricercatori di IBM Dimostrano il Nuovo Approccio a Nanotecnologia del Carbonio

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

Gli scienziati di IBM hanno dimostrato un nuovo approccio a nanotecnologia del carbonio che aprono drammaticamente il percorso per montaggio commerciale di più piccolo, i chip di computer più velocemente e più potenti.

I ricercatori di IBM stanno avvicinando al montaggio commerciale dei nanotubes del carbonio, silicio potenzialmente successivo e con conseguente più piccolo, più velocemente, chip di computer più potenti. (PRNewsFoto/IBM)

Per la prima volta, più dei transistor funzionanti di diecimila fatti dei tubi nano di taglia di carbonio precisamente sono stati collocati e provato stati in un singolo chip facendo uso dei trattamenti standard a semiconduttore. Queste unità del carbonio sono sospese sostituire e superare la tecnologia del silicio permettendo ulteriore miniaturizzazione delle componenti di calcolo e piombo il modo per la microelettronica futura.

Aiutato da innovazione rapida oltre quattro decadi, la tecnologia di microprocessore del silicio continuamente si è restretta nella dimensione ed è migliorato nella prestazione, quindi guidante per rivoluzione tecnologica di informazioni. I transistor del Silicio, opzioni minuscole che portano le informazioni su un chip, sono stati resi più piccoli anno dopo anno, ma stanno avvicinando ad un punto di limitazione fisica. Le Loro sempre più piccole dimensioni, ora raggiungenti il nanoscale, proibiranno tutti gli aumenti della prestazione dovuto la natura di silicio e le leggi di fisica. All'interno di alcune più generazioni, la operazione di disgaggio ed il restringimento classici più non renderanno i vantaggi importanti degli esboscatori universali più a basso costo e più alti più bassi di potenza, della velocità a cui l'industria è stato abituata.

I nanotubes del Carbonio rappresentano una nuova classe di materiali a semiconduttore di cui i beni elettrici sono più attraenti del silicio, specialmente per le unità di costruzione del transistor del nanoscale che sono alcuni dieci degli atomi attraverso. Gli Elettroni in transistor del carbonio possono muovere più facile di in ad unità basate a silicio tenendo conto il trasporto più rapido dei dati. I nanotubes egualmente sono modellati idealmente per i transistor al disgaggio atomico, un vantaggio sopra silicio. Queste qualità sono fra le ragioni di sostituire il transistor tradizionale del silicio con carbonio - ed accoppiato con le nuove architetture di progettazione di chip - concederanno computare l'innovazione su un disgaggio miniatura per il futuro.

L'approccio sviluppato ai laboratori di IBM apre la strada per montaggio del circuito con tantissimi transistor del nanotube del carbonio alle posizioni predeterminate del substrato. La capacità di isolare i nanotubes semiconduttori e di collocare un'alta densità delle unità del carbonio su un wafer è cruciale da valutare la loro idoneità ad una tecnologia - finalmente più di un miliardo transistor saranno necessari per integrazione futura nei chip commerciali. Finora, gli scienziati hanno potuti collocare al massimo alcune unità del nanotube di cento carboni per volta, abbastanza non quasi ai punti chiave di indirizzo per le applicazioni commerciali.

“I nanotubes del Carbonio, sopportati da chimica, in gran parte sono stati curiosità del laboratorio per quanto le applicazioni microelettroniche. Stiamo tentando i primi punti verso una tecnologia da costruzione i transistor del nanotube del carbonio all'interno di un'infrastruttura convenzionale di montaggio del wafer,„ ha detto Supratik Guha, Direttore delle Scienze Fisiche alla Ricerca di IBM. “La motivazione da lavorare ai transistor del nanotube del carbonio è quella alle dimensioni estremamente piccole del nanoscale, essi supera i transistor fatti da qualunque altro materiale. Tuttavia, ci sono sfide per indirizzare quale elevata purezza ultra dei nanotubes del carbonio e per riflettere il collocamento al nanoscale. Stiamo facendo le andature significative in entrambi.„

Originalmente studiato per la fisica che risulta dalle loro dimensioni e forme atomiche, i nanotubes del carbonio stanno esplorandi dagli scienziati universalmente nelle applicazioni che misurano i circuiti integrati, l'immagazzinamento dell'energia e la conversione, biomedical che percepisce ed ordinamento del DNA.

Questo risultato è stato pubblicato oggi in Nanotecnologia pari-esaminata della Natura del giornale.

La Strada a Carbonio

Carbonio, un elemento di base disponibile facilmente da cui cristalli duri come i diamanti e delicatamente come “il cavo„ in una matita è fatto, ha vaste applicazioni dell'IT.

I nanotubes del Carbonio sono singole lamiere sottili atomiche di carbonio acciambellate in un tubo. Il nanotube del carbonio forma la memoria di un'unità del transistor che funzionerà ad un modo simile al transistor corrente del silicio, ma sarà più di funzionamento soddisfacente. Potrebbero essere usati per sostituire i transistor in chip che alimentano i nostri server dato-sgranocchianti, computer d'esecuzione di livello e Smart Phone ultraveloci.

All'inizio di quest'anno, i ricercatori di IBM hanno dimostrato i transistor del nanotube del carbonio possono funzionare come opzioni eccellenti alle dimensioni molecolari di meno di dieci nanometri - l'equivalente 10.000 volte a più sottile di un mèche di capelli umani e di di meno che la metà della dimensione della tecnologia principale del silicio. La modellistica Completa dei circuiti elettronici suggerisce che circa un miglioramento di cinque - dieci volte nella prestazione confrontata ai circuiti del silicio sia possibile.

Ci sono sfide pratiche affinchè i nanotubes del carbonio si trasformino in considerevolmente in una tecnologia commerciale, come citato presto, dovuto la purezza ed il collocamento delle unità. I nanotubes del Carbonio vengono naturalmente come miscela delle specie metalliche e semicondutrici e devono essere collocati perfettamente sulla superficie del wafer per fare i circuiti elettronici. Per l'operazione dell'unità, soltanto il genere semiconduttore di tubi è utile che richiede essenzialmente la rimozione completa di quelle metalliche di impedire gli errori in circuiti. Inoltre, affinchè l'integrazione della larga scala accada, è critico potere da gestire l'allineamento e la posizione delle unità del nanotube del carbonio su un substrato.

Per superare queste barriere, i ricercatori di IBM hanno messo a punto un metodo novello basato su chimica di scambio ionico che permette il collocamento preciso e controllato dei nanotubes stati allineati del carbonio su un substrato ad un'alta densità - due maggiori esperimenti precedenti di ordini di grandezza, permettendo al collocamento controllato di diversi nanotubes con una densità circa di miliardo per centimetro quadrato.

Il trattamento comincia con i nanotubes misti con un tensioattivo, un genere del carbonio di sapone che li rende solubili in acqua. Un substrato è compreso i due ossidi con le fosse fatte dell'ossido chimico-modificato dell'afnio (HfO2) ed il resto dell'ossido di silicio (SiO2). Il substrato ottiene immerso nella soluzione del nanotube del carbonio e nell'attaccatura dei nanotubes via un legame chimico alle regioni HfO2 mentre il resto della superficie rimane pulito.

Combinando la chimica, la competenza di assistenza tecnica e di trattamento, ricercatori di IBM può da costruzione più dei transistor di diecimila su un singolo chip.

Ancora, la prova rapida di migliaia di unità è possibile facendo uso degli strumenti in grande quantità di caratterizzazione dovuto la compatibilità ai trattamenti commerciali standard.

Poichè questa nuova tecnica di collocamento può essere applicata prontamente, comprendendo i prodotti chimici comuni ed il montaggio attuale a semiconduttore, permetterà che l'industria lavori con i nanotubes del carbonio ad un maggior disgaggio e consegni ulteriore innovazione per elettronica del carbonio.

Sorgente: http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:30

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