Os Pesquisadores do IBM Demonstram a Aproximação Nova à Nanotecnologia do Carbono

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

Os cientistas do IBM demonstraram uma aproximação nova à nanotecnologia do carbono que abrem o trajecto para a fabricação comercial dramàtica de menor, uns chip de computador mais rapidamente e mais poderosos.

Os pesquisadores do IBM estão aproximando a fabricação comercial de nanotubes do carbono, silicone potencial de êxito e tendo por resultado menor, mais rapidamente, uns chip de computador mais poderosos. (PRNewsFoto/IBM)

Pela primeira vez, mais de dez mil transistor de trabalho feitos das câmaras de ar nano-feitas sob medida do carbono precisamente foram colocados e testados em uma única microplaqueta usando processos padrão do semicondutor. Estes dispositivos do carbono poised para substituir e outperform a tecnologia do silicone permitindo uma miniaturização mais adicional de componentes de computação e conduzindo a maneira para a microeletrônica futura.

Ajudado pela inovação rápida sobre quatro décadas, a tecnologia de microprocessador do silicone encolheu continuamente em tamanho e melhorou no desempenho, conduzindo desse modo a revolução da tecnologia da informação. Os transistor do Silicone, os interruptores minúsculos que levam a informação em uma microplaqueta, foram feitos menores todos os anos, mas estão aproximando um ponto da limitação física. Suas dimensões cada vez mais pequenas, alcançando agora o nanoscale, proibirão todos os ganhos no desempenho devido à natureza do silicone e às leis de física. Dentro de algumas mais gerações, a escamação e o encolhimento clássicos já não renderão os benefícios importantes de uns mais baixos processadores da potência, os mais baratos e os mais altos da velocidade a que a indústria se torne habituada.

Os nanotubes do Carbono representam uma classe nova de materiais do semicondutor cujas as propriedades elétricas são mais atractivas do que o silicone, particularmente para os dispositivos de construção do transistor do nanoscale que são alguns dez dos átomos transversalmente. Os Elétrons em transistor do carbono podem mover mais fácil do que em dispositivos silicone-baseados permitindo um transporte mais rápido dos dados. Os nanotubes são dados forma igualmente idealmente para transistor na escala atômica, uma vantagem sobre o silicone. Estas qualidades estão entre as razões substituir o transistor tradicional do silicone com o carbono - e acoplado com arquiteturas novas do projecto de microplaqueta - reservarão computar a inovação em uma escala diminuta para o futuro.

A aproximação desenvolvida em laboratórios do IBM pavimenta a maneira para a fabricação do circuito com um grande número transistor do nanotube do carbono em posições predeterminadas da carcaça. A capacidade para isolar nanotubes semiconducting e para colocar um alto densidade de dispositivos do carbono em uma bolacha é crucial avaliar sua conformidade para uma tecnologia - eventualmente mais de um bilhão transistor serão necessários para a integração futura em microplaquetas comerciais. Até aqui, os cientistas puderam colocar no máximo alguns dispositivos do nanotube de cem carbonos de cada vez, não quase bastante às questões básicas de endereço para aplicações comerciais.

Do “os nanotubes Carbono, carregados fora da química, foram pela maior parte curiosidades do laboratório tanto quanto as aplicações micro-electrónicas. Nós estamos tentando as primeiras etapas para uma tecnologia fabricando transistor do nanotube do carbono dentro de uma infra-estrutura convencional da fabricação da bolacha,” disse Supratik Guha, Director de Ciências Físicas na Pesquisa do IBM. “A motivação a trabalhar em transistor do nanotube do carbono é aquela em dimensões extremamente pequenas do nanoscale, elas outperform os transistor feitos de todo o outro material. Contudo, há uns desafios a endereçar como a pureza ultra alta dos nanotubes do carbono e para deliberar a colocação no nanoscale. Nós temos feito passos significativos em ambos.”

Estudado Originalmente para a física que elevara de suas dimensões e formas atômicas, os nanotubes do carbono estão sendo explorados por cientistas no mundo inteiro nas aplicações que medem circuitos integrados, armazenamento de energia e conversão, biomedical que detecta e arranjar em seqüência do ADN.

Esta realização foi publicada hoje na Nanotecnologia par-revista da Natureza do jornal.

A Estrada ao Carbono

Carbono, da elemento básico disponível prontamente - de que cristais tão duros como os diamantes e tão brandamente como o “chumbo” em um lápis é feito, têm aplicações amplas da TI.

Os nanotubes do Carbono são únicas folhas atômicas do carbono roladas acima em uma câmara de ar. O nanotube do carbono forma o núcleo de um dispositivo do transistor que funcione em uma forma similar ao transistor actual do silicone, mas será mais de funcionamento satisfatório. Poderiam ser usados para substituir os transistor nas microplaquetas que põem nossos server detrituração, computadores de execução da elevação e telefones espertos ultra-rápidos.

No começo desse ano, os pesquisadores do IBM demonstraram transistor do nanotube do carbono podem operar-se como os interruptores excelentes em dimensões moleculars de menos de dez nanômetros - o equivalente 10.000 vezes a mais fina do que uma costa do cabelo humano e de menos do que a metade do tamanho da tecnologia principal do silicone. A modelagem Detalhada dos circuitos eletrônicos sugere que aproximadamente uma melhoria de cinco a dez vezes no desempenho comparado aos circuitos do silicone seja possível.

Há uns desafios práticos para que os nanotubes do carbono transformem-se uma tecnologia comercial notàvel, como mencionado mais cedo, devido à pureza e à colocação dos dispositivos. Os nanotubes do Carbono vêm naturalmente como uma mistura de espécie metálica e semiconducting e precisam de ser colocados perfeitamente na superfície da bolacha para fazer circuitos eletrônicos. Para a operação do dispositivo, somente o tipo semiconducting das câmaras de ar é útil que exige essencialmente a remoção completa das metálicas impedir erros nos circuitos. Também, para que a integração da grande escala aconteça, é crítico poder controlar o alinhamento e o lugar de dispositivos do nanotube do carbono em uma carcaça.

Para superar estas barreiras, os pesquisadores do IBM desenvolveram um método novo baseado na química da troca iónica que permite a colocação precisa e controlada de nanotubes alinhados do carbono em uma carcaça em um alto densidade - duas maiores experiências do que precedentes dos ordens de grandeza, permitindo a colocação controlada de nanotubes individuais com uma densidade aproximadamente de bilhão pelo centímetro quadrado.

O processo começa com os nanotubes misturados com um surfactant, um tipo do carbono do sabão que os faz solúveis na água. Uma carcaça é compreendida de dois óxidos com as trincheiras feitas do óxido químico-alterado do háfnio (HfO2) e o resto do óxido de silicone (SiO2). A carcaça obtem imergida na solução do nanotube do carbono e no anexo dos nanotubes através de uma ligação química às regiões HfO2 quando o resto da superfície permanecer limpo.

Combinando a química, processar e projetar a experiência, pesquisadores do IBM podem fabricar mais de dez mil transistor em uma única microplaqueta.

Além Disso, o teste rápido dos milhares de dispositivos é possível usando as ferramentas da caracterização do volume alto devido à compatibilidade aos processos comerciais padrão.

Porque esta técnica nova da colocação pode prontamente ser executada, envolvendo produtos químicos comuns e fabricação existente do semicondutor, permitirá que a indústria trabalhe com nanotubes do carbono em uma escala maior e entregue uma inovação mais adicional para a eletrônica do carbono.

Source: http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:32

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