Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

De Onderzoekers van IBM Tonen Nieuwe Benadering van de Nanotechnologie van de Koolstof aan

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

De wetenschappers van IBM hebben een nieuwe benadering van koolstofnanotechnologie aangetoond die de weg voor commerciële vervaardiging van dramatisch kleinere, snellere en krachtigere chips openstellen.

De onderzoekers van IBM naderen commerciële vervaardiging van koolstof nanotubes, potentieel volgend silicium en resulteren sneller in kleiner, krachtigere chips. (PRNewsFoto/IBM)

Voor het eerst, meer dan zijn de tienduizendtal werkende die transistors van nano-gerangschikte buizen koolstof worden gemaakt precies geplaatst en getest in één enkele spaander gebruikend standaardhalfgeleiderprocessen. Deze koolstofapparaten zijn in evenwicht gehouden om en siliciumtechnologie te vervangen te overtreffen die verdere miniaturisatie van gegevensverwerkingscomponenten het mogelijk maken en het leiden van de manier voor toekomstige micro-elektronica.

Geholpen door snelle innovatie meer dan vier decennia, is de technologie van de siliciummicroprocessor voortdurend in grootte gekrompen en in prestaties gekrompen, daardoor drijvend de informatietechnologie revolutie. De transistors van het Silicium, uiterst kleine schakelaars die informatie over een spaander dragen zijn, jaar na jaar gemaakt kleiner, maar zij naderen een punt van fysieke beperking. Hun meer en meer kleine afmetingen die, nu nanoscale bereiken, zullen om het even welke aanwinsten in prestaties toe te schrijven aan de aard van silicium en de wetten van fysica belemmeren. Binnen een paar meer generaties, het klassieke zullen schrapen en de inkrimping niet meer de aanzienlijke voordelen van lagere macht, lagere kosten en hogere snelheidsbewerkers opbrengen dat de industrie aan gebruikelijk is geworden.

De Koolstof nanotubes vertegenwoordigt een nieuwe klasse van halfgeleidermaterialen de waarvan elektrische eigenschappen aantrekkelijker zijn dan silicium, in het bijzonder voor de bouw van nanoscale transistorapparaten die een paar tientallen overdwars atomen zijn. De Elektronen in koolstoftransistors kunnen gemakkelijker dan in op silicium-gebaseerde apparaten bewegen toestaand voor sneller vervoer van gegevens. Nanotubes worden ook ideaal gezien gestalte gegeven voor transistors bij de atoomschaal, een voordeel over silicium. Deze kwaliteiten zijn onder de redenen om de traditionele siliciumtransistor met koolstof te vervangen - en gekoppeld aan de nieuwe architectuur van het spaanderontwerp - zullen toestaan gegevens verwerkend innovatie op miniatuurschaal voor de toekomst.

De benadering bij de laboratoria van IBM wordt ontwikkeld baant de weg voor kringsvervaardiging met grote aantallen koolstof nanotube transistors bij vooraf bepaalde substraatposities die. De capaciteit om semiconducting nanotubes te isoleren en een hoogte - dichtheid van koolstof te plaatsen is de apparaten op een wafeltje essentieel om hun geschiktheid voor een technologie te beoordelen - uiteindelijk meer dan één miljard transistors zal voor toekomstige integratie in commerciële spaanders worden vereist. Tot nu toe, hebben de wetenschappers hoogstens een paar honderd koolstof nanotube apparaten kunnen tegelijkertijd plaatsen, niet bijna genoeg om hoofdthema's voor commerciële toepassingen te behandelen.

De „Koolstof nanotubes, gedragen uit chemie, is grotendeels laboratoriumcuriosities geweest wat betreft de micro-electronische toepassingen. Wij proberen de eerste stappen naar een technologie door koolstof nanotube transistors binnen een conventionele infrastructuur van de wafeltjevervaardiging te vervaardigen,“ bovengenoemde Supratik Guha, Directeur van Fysieke Wetenschappen bij het Onderzoek van IBM. De „motivatie om aan koolstof nanotube transistors te werken is dat bij uiterst kleine die nanoscaledimensies, zij transistors overtreffen van een ander materiaal worden gemaakt. Nochtans, zijn er uitdagingen aan adres zoals ultra hoge zuiverheid van de koolstof nanotubes en weloverwogen plaatsing bij nanoscale. Wij hebben significante passen in allebei.“ gemaakt

Oorspronkelijk bestudeerd voor de fysica die van hun atoomafmetingen en vormen het gevolg is, wordt de koolstof nanotubes onderzocht door wetenschappers wereldwijd in toepassingen die geïntegreerde schakelingen, energieopslag en omzetting, het biomedische ontdekken en het rangschikken van DNA overspannen.

Deze voltooiing werd gepubliceerd vandaag in de peer-herzien Nanotechnologie van de dagboekAard.

De Weg aan Koolstof

Koolstof, een dadelijk beschikbaar basiselement waarvan zo hard zoals diamanten en de zo zachte kristallen aangezien het „lood“ in een potlood wordt gemaakt, de breed opgezette toepassingen van IT heeft.

De Koolstof nanotubes is enige atoomdiebladen van koolstof in een buis worden opgerold. De koolstof nanotube vormt de kern van een transistorapparaat dat zal werken op een manier gelijkend op de huidige siliciumtransistor, maar beter zal presteren. Zij zouden kunnen worden gebruikt om de transistors in spaanders te vervangen die onze gegeven-krakende servers aandrijven, hoogte die computers en ultrasnelle slimme telefoons uitvoeren.

Vroeger op het jaar, toonden aan de onderzoekers van IBM de koolstof nanotube transistors als uitstekende schakelaars bij moleculaire afmetingen van minder dan tien nanometers - het equivalent aan 10.000 keer verdunner kunnen werken dan een bundel van menselijk haar en minder dan de helft van de grootte van de belangrijke siliciumtechnologie. De Uitvoerige modellering van de elektronische kringen stelt voor dat over een vijf tot tien keer verbetering van prestaties in vergelijking met silicium de kringen mogelijk is.

Er zijn praktische uitdagingen voor koolstof nanotubes om in het bijzonder een commerciële technologie, zoals vermelde vroeger te worden, wegens de zuiverheid en de plaatsing van de apparaten. De Koolstof nanotubes komt natuurlijk als mengeling van metaal en semiconducting species en moet volkomen op de wafeltjeoppervlakte worden geplaatst om elektronische kringen te maken. Voor apparatenverrichting, slechts is het semiconducting soort buizen nuttig wat hoofdzakelijk volledige verwijdering van de metaal vereist om fouten in kringen te verhinderen. Ook, voor grote schaalintegratie om te gebeuren, is het kritiek de groepering en de plaats van koolstof nanotube apparaten op een substraat kunnen controleren.

Om deze barrières te overbruggen, ontwikkelden de onderzoekers van IBM een nieuwe die methode op ion-exchange chemie wordt gebaseerd die nauwkeurige en gecontroleerde plaatsing van gerichte koolstof nanotubes op een substraat bij een hoogte - dichtheid - twee grootteordes groter dan vorige experimenten toestaat, toelatend de gecontroleerde plaatsing van individuele nanotubes met een dichtheid van ongeveer miljard per vierkante centimeter.

Het proces begint met koolstof nanotubes met een capillair-actieve stof, een soort wordt gemengd zeep dat hen in water dat oplosbaar maakt. Een substraat wordt van twee die oxyden met geulen samengesteld van chemisch-gewijzigd hafnium oxyde worden gemaakt (HfO2) en de rest van siliciumoxyde (SiO2). Het substraat wordt in de koolstof nanotube oplossing wordt ondergedompeld en nanotubes maken via een chemische band vast aan de HfO2 gebieden terwijl de rest van de oppervlakte die schoon blijft.

Door chemie te combineren, verwerking en techniek kan de deskundigheid, de onderzoekers van IBM meer dan tienduizendtaltransistors op één enkele spaander vervaardigen.

Voorts het snelle is testen van duizenden apparaten mogelijk gebruikend de hulpmiddelen van de hoog volumekarakterisering toe te schrijven aan verenigbaarheid aan standaard commerciële processen.

Aangezien deze nieuwe plaatsingstechniek gemakkelijk kan worden uitgevoerd, implicerend gemeenschappelijke chemische producten en bestaand halfgeleidervervaardiging, zal het de industrie om met koolstof nanotubes bij een grotere schaal toestaan te werken en verdere innovatie voor koolstofelektronika te leveren.

Bron: 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