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Posted in | Nanoelectronics | Microscopy

Redução Actual Afiada Quando Desafio Dissimilar das Poses da Reunião dos Fios de Metal a Nanoelectronics

Published on November 7, 2012 at 6:37 AM

Para construir os chip de computador do futuro, os desenhistas precisarão de compreender como uma carga elétrica se comporta quando é limitada aos fios de metal somente algumas átomo-larguras no diâmetro.

Chip de Computador

Agora, uma equipe dos físicos na Universidade de McGill, em colaboração com pesquisadores no R&D de General Motors, mostrou que a corrente elétrica pode dràstica ser reduzida quando os fios de dois metais dissimilares se encontram. A redução surpreendentemente afiada na corrente revela um desafio significativo que poderia dar forma a escolhas materiais e a projecto do dispositivo no campo emergente do nanoelectronics.

O tamanho das características em circuitos eletrônicos está encolhendo cada ano, agradecimentos à miniaturização agressiva prescrita pela Lei de Moore, que postulou que a densidade dos transistor em circuitos integrados dobraria cada 18 meses ou assim. Este progresso regular torna o possíveis levar em torno dos computadores em nossos bolsos, mas desafios sérios das poses. Enquanto os tamanhos de característica se encolhem ao nível de átomos, a resistência à corrente já não aumenta em uma taxa consistente enquanto os dispositivos encolhem; em lugar da resistência “salta ao redor,” indicando os efeitos counterintuitive da mecânica quântica, diz o professor Peter Grütter da Física de McGill.

“Você poderia usar a analogia de uma mangueira da água,” Grütter explica. “Se você mantem a constante da pressão de água, menos água sai enquanto você reduz o diâmetro da mangueira. Mas se você devia encolher a mangueira ao tamanho de uns átomos da palha apenas dois ou três no diâmetro, a saída já não diminuiria em uma taxa proporcional à área de secção transversal da mangueira; variaria (“") em uma maneira inquieto quantificada.”

Esta do “estranheza quantum” é exactamente o que os pesquisadores de McGill e de General Motors observaram, como descrito em um papel novo que aparece nas Continuações da Academia Nacional das Ciências. Os pesquisadores investigaram um contacto ultra-pequeno entre o ouro e o tungstênio, dois metais usados actualmente na combinação nos chip de computador para conectar componentes funcionais diferentes de um dispositivo.

No lado experimental da pesquisa, o laboratório do Prof. Grütter usado avançou técnicas da microscopia à imagem uma superfície da ponta de prova e do ouro do tungstênio com precisão atômica, e para trazê-las junto mecanicamente em uma maneira preciso-controlada. A corrente elétrica através do contacto resultante era muito mais baixa do que esperada. A modelagem Mecânica da estrutura atômica deste contacto foi feita em colaboração com Yue Qi, um cientista da pesquisa com o Centro em Warren, MI do R&D de General Motors.

a modelagem elétrica avançada por Jesse Maassen no grupo de investigação da Física de McGill do professor Hong Guo confirmou este resultado, mostrando que as dissimilitudes na estrutura eletrônica entre os dois metais conduzem quatro vezes mais a uma diminuição no fluxo actual, mesmo para uma relação perfeita. Os pesquisadores encontraram adicionalmente que os defeitos de cristal -- deslocamentos do regime normalmente perfeito dos átomos -- foi gerada trazendo os dois materiais no contacto mecânico uma razão mais adicional para a redução observada da corrente.

“O tamanho dessa gota é distante maior do que a maioria de peritos esperariam -- na ordem 10 vezes de maior, das” Prof. Grütter notas.

Os resultados apontam a uma necessidade para a pesquisa futura em maneiras de superar este desafio, possivelmente com a escolha de materiais ou de outras técnicas de processamento. “A primeira etapa para encontrar uma solução está estando ciente do problema,” notas de Grütter. “Isto é a primeira vez que se demonstrou que este é um problema grave” para sistemas nanoelectronic.”

Source: http://www.mcgill.ca/

Last Update: 7. November 2012 21:43

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