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Scharfe Aktuelle Reduzierung, Wenn Unähnliche Metalldrähte Haltungs-Herausforderung zu Nanoelectronics Annehmen

Published on November 7, 2012 at 6:37 AM

Um die Computerchips der Zukunft aufzubauen, müssen Designer verstehen wie eine elektrische Ladung sich benimmt wenn sie auf Metalldrähten nur einige Atombreiten im Durchmesser begrenzt wird.

Computer-Chip

Jetzt haben ein Team von Physikern an McGill-Universität, gemeinsam mit Forschern an General Motors R&D, gezeigt, dass elektrischer Strom möglicherweise drastisch verringert wird, wenn Kabel von zwei unähnlichen Metallen sich treffen. Die überraschend scharfe Reduzierung im Strom deckt eine beträchtliche Herausforderung auf, die materielle Wahlen und Einheitsauslegung auf dem auftauchenden Gebiet von nanoelectronics formen könnte.

Die Größe von Merkmalen in den elektronischen Schaltungen schrumpft jedes Jahr, dank die aggressive Miniaturisierung, die durch Moores Gesetz vorgeschrieben wird, das forderte, dass die Dichte von Transistoren auf integrierten Schaltungen alle 18 Monate oder so verdoppeln würde. Dieser beständige Fortschritt ermöglicht sie, um Computer in unseren Taschen zu tragen, aber ernste Herausforderungen der Haltungen. Während Kenngrößen zum Niveau von Atomen schwinden, erhöht der Widerstand zum Strom nicht mehr mit einer konsequenten Kinetik, während Einheiten schrumpfen; stattdessen springt der Widerstand „herum,“ die nicht eingängig Effekte der Quantenmechanik anzeigend, sagt McGill-Physikprofessor Peter Grütter.

„Sie konnten die Analogie eines Wasserschlauches verwenden,“ Grütter erklären. „Wenn Sie die Wasserdruckkonstante halten, kommt weniger Wasser heraus, während Sie den Durchmesser des Schlauches verringern. Aber, wenn Sie den Schlauch zur Größe Atome des Strohs gerade zwei oder drei im Durchmesser schrumpfen sollten, würde der Ausfluß nicht mehr mit einer Kinetik sinken, die zur Schlauchquerschnittsfläche proportional ist; er würde schwanken auf eine quantisierte („nervöse ") Art.“

Dieser „Quantum Weirdness“ ist genau, was die Forscher McGill und General Motorss beobachteten, wie in einem neuen Papier beschrieben, das in den Verfahren der National Academy Of Sciences Erscheint. Die Forscher forschten einen ultra-kleinen Kontakt zwischen Gold und Wolfram, zwei Metalle nach, die aktuell in der Kombination in den Computerchips verwendet wurden, um verschiedene Funktionsbauteile einer Einheit anzuschließen.

Auf der experimentellen Seite der Forschung, brachte verwendetes Labor Profs Grütters Mikroskopietechniken zum Bild eine Wolframfühler- und -goldoberfläche mit Atompräzision und sie mechanisch in eine genau-kontrollierte Art zusammen zu holen voran. Der elektrische Strom durch den resultierenden Kontakt war viel niedriger als erwartet. Die Mechanische Formung der Atomzelle dieses Kontaktes war gemeinsam mit Yue Qi, ein Forschungswissenschaftler mit der General Motors R&D-Mitte in Waren, MI erfolgt.

die hochmoderne elektrische Formung durch Jesse Maassen Professor Hong Guos in der McGill-Physik-Forschungsgruppe bestätigte dieses Ergebnis und zeigte, dass Verschiedenartigkeit in der elektronischen Zelle zwischen den zwei Metallen zu eine vierfache Abnahme an der Stromstärke führt, sogar für eine perfekte Schnittstelle. Die Forscher fanden zusätzlich dass Kristalldefekte -- Distanzadressen der normalerweise perfekten Anordnung für Atome -- , indem man die zwei Materialien in mechanischen Kontakt holte, worden erzeugt ein weiterer Grund für die beobachtete Reduzierung des Stroms.

„Die Größe dieses Absinkens ist weit größer, als die meisten Experten erwarten würden -- im Auftrag 10mal größer“ Anmerkungen Prof Grütter.

Die Ergebnisse zeigen auf einen Bedarf an der zukünftigen Forschung in Methoden, diese Herausforderung, vielleicht durch Materialauswahl oder andere Verfahrenstechniken zu überwinden. „Der erste Schritt hin zu dem Finden einer Lösung berücksichtigt das Problem,“ Grütter-Anmerkungen. „Dieses ist das erste mal, dass es demonstriert worden ist, dass dieses ist ein Hauptschwierigkeit“ für nanoelectronic Anlagen.“

Quelle: http://www.mcgill.ca/

Last Update: 7. November 2012 21:42

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