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

De Scherpe Huidige Vermindering Wanneer de Ongelijke Draden van het Metaal Samenkomen Vormt Uitdaging aan Nanoelectronics

Published on November 7, 2012 at 6:37 AM

Om de chips van de toekomst te bouwen, zullen de ontwerpers moeten begrijpen hoe een elektrolast zich gedraagt wanneer het tot metaaldraden slechts een paar atoom-breedten in diameter wordt beperkt.

Chip

Nu, heeft een team van fysici bij Universiteit McGill, in samenwerking met onderzoekers in General Motors R&D, aangetoond dat de elektrostroom drastisch kan worden verminderd wanneer de draden van twee ongelijke metalen samenkomen. De verrassend scherpe vermindering van stroom openbaart een significante uitdaging die materieel keuzen en apparatenontwerp op het nieuwe gebied van nanoelectronics kon gestalte geven.

De grootte van eigenschappen in elektronische kringen krimpt elk jaar, dankt aan de agressieve miniaturisatie die door de Wet van Moore wordt voorgeschreven, die stipuleerde dat de dichtheid van transistors op geïntegreerde schakelingen om de 18 maanden of zo zou verdubbelen. Deze gestage vooruitgang maakt het mogelijk om rond computers in onze zakken te dragen, maar vormt ernstige uitdagingen. Aangezien de eigenschapgrootte op het niveau van atomen afneemt, stijgt de weerstand tegen stroom niet meer aan een verenigbaar tarief aangezien de apparaten krimpen; in plaats daarvan zegt de weerstand „sprongen rond,“ tonend de counterintuitive gevolgen van quantumwerktuigkundigen, Fysica McGill Professor Peter Grütter.

„U kon de analogie van een waterslang gebruiken,“ Grütter verklaart. „Als u de constante van de waterdruk houdt, uit komt minder water aangezien u de diameter van de slang vermindert. Maar als u de slang aan de grootte van een stro moest krimpen enkel twee of drie atomen in diameter, zou de afvloeiing niet meer aan een tarief evenredig aan het slanggebied in dwarsdoorsnede dalen; het zou op een gekwantiseerde („onrustig“) manier.“ variëren

Dit „quantumweirdness“ is precies wat de McGill en onderzoekers van General Motors waarnamen, zoals die in een nieuw document wordt beschreven dat in Werkzaamheden van de Nationale Academie van Wetenschappen verschijnt. De onderzoekers onderzochten een ultra-klein contact tussen goud en wolfram, twee die metalen momenteel in combinatie in chips worden gebruikt verschillende functionele componenten van een apparaat aan te sluiten.

Aan de experimentele kant van het onderzoek, het laboratorium van Prof. Grütter's geavanceerde de microscopietechnieken aan beeld een wolframsonde en een gouden oppervlakte met atoomprecisie, en gebruikte om hen op een precies-gecontroleerde manier samen mechanisch te brengen. De elektrostroom door het resulterende contact was veel lager dan verwacht. De Mechanische modellering van de atoomstructuur van dit contact werd gedaan in samenwerking met Yue Qi, een wetenschappelijk onderzoeker met het Centrum van General Motors R&D in Konijnenveld, MI.

overzicht bevestigde de elektro modellering door Jesse Maassen in Professor Hong Guo's het onderzoeksteam van de Fysica van McGill dit resultaat aantoont, dat dat de ongelijkheden in elektronische structuur tussen de twee metalen tot een viervoudige daling van huidige stroom, zelfs voor een perfecte interface leidt. De onderzoekers vonden bovendien dat kristaltekorten - - verplaatsingen van de normaal perfecte regeling van atomen -- geproduceerd door de twee materialen in mechanisch contact te brengen werd een verdere reden voor de waargenomen vermindering van de stroom.

De „grootte van die daling is veel groter dan de meeste deskundigen - - op de orde van 10 keer groter zouden denken,“ neemt nota van Prof. Grütter.

De resultaten richten aan een behoefte aan toekomstig onderzoek naar manieren om deze uitdaging, misschien door keus van materialen of andere verwerkingstechnieken te overwinnen. De „eerste stap naar het vinden van een oplossing is zich bewust van het probleem,“ nota's Grütter. „Dit is de eerste keer dat men heeft aangetoond dat dit een belangrijk probleem“ voor nanoelectronic systemen.“ is

Bron: http://www.mcgill.ca/

Last Update: 7. November 2012 21:42

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