IBM 研究員給碳納米技術展示新的途徑

Published on October 29, 2012 at 5:53 AM

顯著打開商業製造的路徑更小的 IBM 科學家給碳納米技術展示了新的途徑,快速地和更加強大的計算機芯片。

IBM 研究員處理碳 nanotubes 的商業製造,快速地,可能地成功的硅和造成更小更加強大的計算機芯片。 (PRNewsFoto/IBM)

第一次,使用標準半導體進程,更多比一萬運轉的晶體管由碳製成納諾尺寸管在一個唯一籌碼精密地安置了并且被測試了。 這些碳設備保持平衡替換和勝過硅技術允許計算的要素的進一步小型化和帶路將來的微電子學的。

幫助由在四十年的迅速創新,硅微處理機技術在性能在大小上連續收縮并且改善了,從而驅動信息技術革命。 硅晶體管,傳播關於籌碼的信息的微小的切換,年復一年使更小,但是他們處理點實際限制。 他們的越來越小的維數,現在到達 nanoscale,將禁止在性能上的所有收益由於硅的本質和物理原理。 在一些更多生成內,古典比例縮放和收縮不再將產生這個行業習慣了低功率,更加低價和更高的速度處理器的相當大的福利。

碳 nanotubes 表示的半導體材料新的選件類電子屬性比硅有吸引力,特別地是一些十倍原子的編譯的 nanoscale 晶體管設備的。 在碳晶體管的電子可能移動容易比在基於硅的設備允許數據更加快速的運輸。 nanotubes 為在這個基本縮放比例,一個好處的晶體管理想地說也被塑造超過硅。 這些質量是在原因用碳替換傳統硅晶體管中 - 和加上新的芯片設計結構 - 將准許計算在一微型等級的創新為將來。

這個途徑被開發在 IBM 實驗室鋪平道路電路製造的與很大數量的碳 nanotube 晶體管在預先確定的基體位置。 這個能力查出半導體的 nanotubes 和安置高密碳設備在薄酥餅是關鍵估計他們的技術的適合 - 最終超過一十億支晶體管為將來的綜合化將是需要的到商業籌碼。 直到現在,科學家能安置至多幾百碳 nanotube 設備每次,不接近足够到地址鍵為商務應用發行。

「碳 nanotubes,被負擔出於化學,主要是實驗室求知慾,就微電子學應用而言。 我們通過製造碳在常規薄酥餅製造基礎設施內的 nanotube 晶體管嘗試往技術的第一步」, Supratik Guha,物理學的主任說在 IBM 研究的。 「研究的刺激碳 nanotube 晶體管是那在非常小的 nanoscale 維數,他們勝過由其他材料做的晶體管。 然而,有解決例如超碳 nanotubes 的高純度和研討位置的挑戰在 nanoscale。 我們有在兩個的重大的進步」。

最初學習為從他們的基本維數和形狀出現的物理,碳 nanotubes 由科學家測試全世界在跨過集成電路、能量儲備和轉換,感覺的生物和脫氧核糖核酸排序的應用。

此成績在被評論的日記帳本質納米技術裡今天被發布了。

嚮碳的路

碳 的一個可用的基本的要素一樣困難的水晶,像金剛石和一樣軟綿綿地,像 「線索」在鉛筆做,有廣泛 IT 應用。

碳 nanotubes 是碳唯一基本頁滾到管。 碳 nanotube 形成將運轉方式相似與當前硅晶體管晶體管設備的核心,但是更加執行好。 他們可能用於替換在關閉我們數據咬嚼的服務器、高執行的計算機和超速的巧妙的電話的籌碼的晶體管。

今年初, IBM 研究員比人髮和較少的子線比一半展示了碳 nanotube 晶體管能經營作為非常好的切換在分子維數少於十毫微米 - 相當於 10,000 次稀薄主導的硅技術的範圍。 全面塑造電子線路建議在性能的五到十次改善與硅電路比較是可能的。

有碳 nanotubes 的實用的挑戰能值得注意地成為商業技術,如前面提到,由於設備的純度和位置。 碳 nanotubes 在薄酥餅表面自然來作為金屬和半導體的種類的混合并且需要完全被安置做電子線路。 對於設備運算,根本要求金屬部分完全刪除防止在電路的錯誤仅的這种半導體的管是有用的。 並且,為了大規模綜合化能發生,能控制對準線和碳在基體的 nanotube 設備的地點是重要的。

要克服這些障礙, IBM 研究員開發在允許對齊的碳 nanotubes 準確和受控位置在基體的在高密 - 二個數量級巨大比早先實驗,啟用各自的 nanotubes 受控位置與密度的大約十億每平方厘米的離子交換化學基礎上的一個新穎的方法。

這個進程從與表面活化劑混合的碳 nanotubes,使他們可溶解在水中的一种肥皂開始。 基體包括與溝槽由化工被修改的鉿氧化物製成和 (HfO2)其餘的二種氧化物氧化硅 (SiO2)。 當表面的其餘依然是乾淨時,這個基體在碳 nanotube 解決方法和 nanotubes 附上獲得浸沒通過一個化學鍵對 HfO2 區域。

通過結合化學,處理和設計專門技術, IBM 研究員比在一個唯一籌碼的一萬晶體管能製造更多。

此外,千位迅速測試設備使用大容積描述特性工具是可能的由於兼容性對標準商業進程。

因為此新的位置技術可以容易地被實施,介入公用化學製品和現有的半導體製造,它將允許這個行業與碳 nanotubes 一起使用在一個更加極大的縮放比例和提供碳電子的進一步創新。

來源: http://www.ibm.com

Last Update: 29. October 2012 06:28

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