РадиоЛоцман - Все об электронике

Исследователи IBM создали законченную схему кольцевого генератора на базе единичной углеродной нанотрубки

IBM Microelectronics

Корпорация IBM объявила, что ее исследователи построили первую законченную электронную интегральную схему на базе единичной “углеродной нанотрубки” - молекулы материала, который в перспективе может стать основой для более высокопроизводительных полупроводниковых устройств, чем современные устройства на базе кремния.

Интегральная схема кольцевого генератора базе единичной углеродной нанотрубки

Интегральная схема кольцевого генератора на базе единичной "углеродной нанотрубки" на фоне человеческого волоса

Важность этого достижения в том, что интегральная схема была создана с использованием стандартных полупроводниковых технологических процессов, а все компоненты схемы были выполнены на базе одной молекулы, а не путем соединения изготовленных по отдельности частей. Это создает предпосылки для упрощения производства и обеспечивает единство технологии, необходимое для более тщательного тестирования и совершенствования этого материала для прикладного применения.

CMOS type nanotube ring oscillator

A close-up view of the 5-stage CMOS type nanotube ring oscillator. The upper right inset shows the nanotube itself with a diameter of ~2nm.

Отчет о работе содержится в статье, опубликованной исследователями IBM в номере журнала Science.

“Транзисторы на базе углеродных нанотрубок в будущем могут превзойти по производительности сегодняшние кремниевые устройства, - говорит д-р Т.С. Чен (T.C. Chen), вице-президент подразделения IBM Research по науке и технологиям. Однако до сих пор ученые в основном занимались изготовлением отдельных транзисторов на основе углеродных нанотрубок. Теперь мы можем оценить потенциал электроники углеродных нанотрубок с точки зрения построения законченных электронных схем - важнейший шаг для интеграции новой технологии с существующими микроэлектронными процессами”.

В последние полвека рост производительности полупроводниковых устройств обеспечивался упаковкой все большего количества электронных компонентов в один полупроводниковый кристалл. В основном это достигалось за счет нахождения новых и новых возможностей для миниатюризации электронных цепей. Сегодня ученые понимают, что эти возможности будут скоро исчерпаны, и нанотехнологии рассматриваются как один из возможных путей для продолжения развития отрасли.

Нанотехнология - это синтез и сборка новых типов молекул и структур, размеры которых измеряются нанометрами - миллиардными долями метра. Нанотрубки похожи на микроскопические, в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса, рулоны из сетки. При этом они обладают уникальными свойствами, позволяющими им пропускать токи значительно большей плотности, чем “трубкам”, используемым в современных транзисторах. При этом благодаря меньшим размерам они могут стать основой для дальнейшей миниатюризации электронных схем.

Исследователи IBM создали кольцевой генератор - схему, на которой изготовители микросхем обычно проверяют возможности новых производственных процессов или материалов. Эта схема выделяет ряд аспектов, которые служат хорошим индикатором того, как новые технологии поведут себя в законченных изделиях.

Построив законченную схему на одной нанотрубке, исследователи IBM сумели достичь скоростей, почти в миллион раз превышающих полученные ранее на схемах с множеством нанотрубок. Хотя эти скорости все еще ниже тех, на которых работают современные кремниевые чипы, ученые IBM уверены, что новые нанотехнологические процессы в конечном счете позволят раскрыть колоссальные потенциальные возможности электроники углеродных нанотрубок.

Теперь исследователи IBM планируют исследовать на примере построенного кольцевого генератора возможности совершенствования транзисторов и цепей на базе углеродных нанотрубок и оценить их возможности в законченных конструкциях электронных схем.

Посвященная этой работе статья “Интегральная логическая схема, собранная на единичной углеродной нанотрубке” опубликована в номере журнала Science за 24 марта. Авторы статьи - Чжихун Чэнь (Zhihong Chen), Йорг Аппенцеллер (Joerg Appenzeller), Ю-Мин Линь (Yu-Ming Lin), Пол Соломон (Paul Solomon) и Фидон Авурис (Phaedon Avouris) из Исследовательского центра IBM им. Т.Дж. Уотсона в Йорктаун-Хайтс, штат Нью-Йорк; Дженнифер Сиппел-Оукли (Jennifer Sippel-Oakley) и Эндрю Ринцлер (Andrew G. Rinzler) с физического факультета Университета Флориды в Генсвилле, штат Флорида; Цзиньяо Тан (Jinyao Tang) и Шалом Уинд (Shalom J. Wind ) с химического факультета и факультета прикладной физики и прикладной математики Колумбийского Университета в Нью-Йорке.

На английском языке: IBM Milestone Advances Effort to Enhance Semiconductors Through Nanotechnology

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя