Прорыв 2001: наноэлектроника

имели возможность

Разработка компьютерной микросхемы и научные прорывы проходили на шаге на протяжении многих лет. Но свойство переполнить еще больше схемы на кремниевые чипы сейчас стоит перед фундаментальными пределами.

Сейчас ученые шли для окончательного сжатия: превращение единственных молекул и маленьких химических групп в транзисторы и другие стандартные компоненты компьютерных микросхем. В текущем году исследователи обеспечили электричеством собственные первые округа молекулярного масштаба, подвиг, что Наука выбирает как Прорыв 2001 и это может заявить новое поколение молекулярной электроники.Сегодняшние современные компьютерные микросхемы упаковывают примерно 40 миллионов транзисторов на плиту кремния, не больше, чем почтовая марка.

Но столь же впечатляющий, как это звучит, транзисторы на этом жареном картофеле являются все еще примерно в 60,000 раз более большими, чем молекулы. К концу 1990-х поток изучений продемонстрировал, что отдельные молекулы имели возможность совершить электричество как провода либо полупроводники, стандартные блоки современных процессоров.

Превращение отдельных молекул в устройства не было на большом растоянии сзади, и к концу 2 000 исследователей накопил мешок захвата молекулярных электронных устройств, но никакие демонстрации проводки их совместно.2001 принес мир различия, когда пять лабораторий преуспели в присоединении эти устройства в более сложные схемы, которые имели возможность совершить элементарные вычислительные операции:В январе бригада во главе с Чарльзом Либером, химиком в Гарвардском университете, сказала о нанопроводах подготовки в несложную конфигурацию, напомнившую линии в правлении крестиков-ноликов, которое было в электронном виде деятельно.

Маленькая договоренность еще не была схемой, но это первенствовал шаг, показывая, что отдельные нанопроводы имели возможность общаться между собой.В апреле Джеймс его коллеги и Хит в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес, явились в американское Химическое Общество, встречающее это, они сделали полупроводниковые перекладины. Бригада Хита поместила молекулы, названные rotaxanes, функционирующими как молекулярные транзисторы в каждом соединении.

Методом управления входными напряжениями к каждой руке перекладины ученые продемонстрировали, что они имели возможность сделать рабочие 16-битные схемы памяти.В сетевом выпуске 26 августа Нано Писем бригада во главе с Phaedon Avouris IBM сказала о создании схемы из единственной полупроводниковой углеродной нанотрубки. Бригада уговорила устройство для работы как несложная схема, названная инвертором, вторым из главных стандартных блоков для более сложной схемы. Кардинально, автострада IBM также показала второе преимущество: «польза», свойство перевоплотить не сильный электрический ввод в более сильный вывод, что есть нужной изюминкой отправки сигналов через многократные устройства.

Пара бумаг в выпуске 9 ноября Науки сказала о схемах с еще более сильной пользой. Первое, Сисом Деккером и его сотрудниками в Дельфтском Технологическом университете в Нидерландах, также надеялось на углеродные нанотрубки. Методом тщательного управления формированием железных электродов ворот несколько Деккера создала транзисторы с выходным знаком, на порядок более сильным, чем ввод.

Либер и коллеги в Гарварде также присоединились, строя схемы с их полупроводниковыми нанопроводами, в этом случае сделанный из кремния и галлия азотируют.Наконец, в отчете, опубликованном онлайн Наукой 8 ноября, несколько во главе с физиком Яном Хендриком Шоном Bell Laboratories Lucent Technologies в Марри-Хилле, Нью-Джерси, сказала о подобном успехе в обработке схем от транзисторов, сделанных из органических молекул, химически собирающих себя между парами золотых электродов.Исследователи сейчас сталкиваются с вправду грандиозной задачей взятия разработки от демонстраций элементарных схем к сверхсложной интегральной схемотехнике, которая может улучшить скорость кремния, надежность и низкую цена.

Достижение того уровня сложности, без сомнений, потребует революции в производстве микросхем. Но потому, что проектировщики чипа участвуют в гонках еще ближе до пределов кремния, давление для распространения прорывов этого года в молекулярной электронике лишь усилится.


BEECAMP.RU