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IBM 研究员给碳纳米技术展示新的途径

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

显著打开商业制造的路径更小的 IBM 科学家给碳纳米技术展示了新的途径,快速地和更加强大的计算机芯片。

IBM 研究员处理碳 nanotubes 的商业制造,快速地,可能地成功的硅和造成更小更加强大的计算机芯片。 (PRNewsFoto/IBM)

第一次,使用标准半导体进程,更多比一万运转的晶体管由碳制成纳诺尺寸管在一个唯一筹码精密地安置了并且被测试了。 这些碳设备保持平衡替换和胜过硅技术允许计算的要素的进一步小型化和带路将来的微电子学的。

帮助由在四十年的迅速创新,硅微处理机技术在性能在大小上连续收缩并且改善了,从而驱动信息技术革命。 硅晶体管,传播关于筹码的信息的微小的切换,年复一年使更小,但是他们处理点实际限制。 他们的越来越小的维数,现在到达 nanoscale,将禁止在性能上的所有收益由于硅的本质和物理原理。 在一些更多生成内,古典比例缩放和收缩不再将产生这个行业习惯了低功率,更加低价和更高的速度处理器的相当大的福利。

碳 nanotubes 表示的半导体材料新的选件类电子属性比硅有吸引力,特别地是一些十倍原子的编译的 nanoscale 晶体管设备的。 在碳晶体管的电子可能移动容易比在基于硅的设备允许数据更加快速的运输。 nanotubes 为在这个基本缩放比例,一个好处的晶体管理想地说也被塑造超过硅。 这些质量是在原因用碳替换传统硅晶体管中 - 和加上新的芯片设计结构 - 将准许计算在一微型等级的创新为将来。

这个途径被开发在 IBM 实验室铺平道路电路制造的与很大数量的碳 nanotube 晶体管在预先确定的基体位置。 这个能力查出半导体的 nanotubes 和安置高密碳设备在薄酥饼是关键估计他们的技术的适合 - 最终超过一十亿支晶体管为将来的综合化将是需要的到商业筹码。 直到现在,科学家能安置至多几百碳 nanotube 设备每次,不接近足够到地址键为商务应用发行。

“碳 nanotubes,被负担出于化学,主要是实验室求知欲,就微电子学应用而言。 我们通过制造碳在常规薄酥饼制造基础设施内的 nanotube 晶体管尝试往技术的第一步”, Supratik Guha,物理学的主任说在 IBM 研究的。 “研究的刺激碳 nanotube 晶体管是那在非常小的 nanoscale 维数,他们胜过由其他材料做的晶体管。 然而,有解决例如超碳 nanotubes 的高纯度和研讨位置的挑战在 nanoscale。 我们有在两个的重大的进步”。

最初学习为从他们的基本维数和形状出现的物理,碳 nanotubes 由科学家测试全世界在跨过集成电路、能量储备和转换,感觉的生物和脱氧核糖核酸排序的应用。

此成绩在被评论的日记帐本质纳米技术里今天被发布了。

向碳的路

碳 的一个可用的基本的要素一样困难的水晶,象金刚石和一样软绵绵地,象 “线索”在铅笔做,有广泛 IT 应用。

碳 nanotubes 是碳唯一基本页滚到管。 碳 nanotube 形成将运转方式相似与当前硅晶体管晶体管设备的核心,但是更加执行好。 他们可能用于替换在关闭我们数据咬嚼的服务器、高执行的计算机和超速的巧妙的电话的筹码的晶体管。

今年初, IBM 研究员比人发和较少的子线比一半展示了碳 nanotube 晶体管能经营作为非常好的切换在分子维数少于十毫微米 - 相当于 10,000 次稀薄主导的硅技术的范围。 全面塑造电子线路建议在性能的五到十次改善与硅电路比较是可能的。

有碳 nanotubes 的实用的挑战能值得注意地成为商业技术,如前面提到,由于设备的纯度和位置。 碳 nanotubes 在薄酥饼表面自然来作为金属和半导体的种类的混合并且需要完全被安置做电子线路。 对于设备运算,根本要求金属部分完全删除防止在电路的错误仅的这半导体的管是有用的。 并且,为了大规模综合化能发生,能控制对准线和碳在基体的 nanotube 设备的地点是重要的。

要克服这些障碍, IBM 研究员开发在允许对齐的碳 nanotubes 准确和受控位置在基体的在高密 - 二个数量级巨大比早先实验,启用各自的 nanotubes 受控位置与密度的大约十亿每平方厘米的离子交换化学基础上的一个新颖的方法。

这个进程从与表面活化剂混合的碳 nanotubes,使他们可溶解在水中的一肥皂开始。 基体包括与沟槽由化工被修改的铪氧化物制成和 (HfO2)其余的二种氧化物氧化硅 (SiO2)。 当表面的其余依然是干净时,这个基体在碳 nanotube 解决方法和 nanotubes 附上获得浸没通过一个化学键对 HfO2 区域。

通过结合化学,处理和设计专门技术, IBM 研究员比在一个唯一筹码的一万晶体管能制造更多。

此外,千位迅速测试设备使用大容积描述特性工具是可能的由于兼容性对标准商业进程。

因为此新的位置技术可以容易地被实施,介入公用化学制品和现有的半导体制造,它将允许这个行业与碳 nanotubes 一起使用在一个更加极大的缩放比例和提供碳电子的进一步创新。

来源: http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:28

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