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碳納米管制成的微處理器面世

作者: 時間:2019-09-04 來源:科技日報 收藏

英國《自然》雜志日前發(fā)表了一項計算科學最新進展:美國麻省理工學院團隊利用14000多個晶體管,制造出16位,并生成這樣一條信息。其設計和制造方法克服了之前與相關的挑戰(zhàn),將為先進微電子裝置中的硅帶來一種高效能替代品。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201909/404417.htm

電子器件中所用的正達到一個臨界點,無法進行有效擴展以推動電子學的進步。而是一種潛在的可用于制造高效能器件的替代材料,又名巴基管,重量很輕,結構特殊——主要由呈六邊形排列的碳原子構成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。目前碳納米管已經(jīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的力學和電學性能,但其自身的缺陷和可變性,限制了這些微型碳原子圓柱體在大規(guī)模系統(tǒng)中的應用。

此次,麻省理工學院科學家馬克斯·舒拉克及同事設計和構建了一種碳納米管,來解決這類問題。他們利用一種剝落工藝防止碳納米管聚合在一起,以防晶體管無法正常工作。此外,通過精細的電路設計,減少了金屬型碳納米管而非半導體型碳納米管的數(shù)量,后者的存在不會影響電路的功能,從而克服了和碳納米管雜質(zhì)相關的問題。

研究團隊將該命名為“RV16X-NANO”,并在測試中成功執(zhí)行了一個程序,生成信息:“你好,世界!我是RV16XNano,由碳納米管制成?!?/p>

研究人員總結稱,鑒于這個微處理器的設計和制造采用了行業(yè)標準,因此這項研究為超越硅的電子學指明了一個富有前景的發(fā)展方向。

一直以來,人們都預測硅在芯片領域的主導地位可能會終結于碳納米管之手。因為與傳統(tǒng)晶體管相比,后者體積更小、傳導性更強,還支持快速開關,性能和能耗表現(xiàn)都遠遠好于傳統(tǒng)硅材料。但多年來,碳納米管一直未能走上實際應用之路,原因之一是它的生長方式并不愿意“受人控制”;其二是雜質(zhì)問題,只要存在少量金屬性碳納米管,就會損害整個處理器的性能。現(xiàn)在,盡管我們深知碳納米管替代傳統(tǒng)的日期仍需以10年為單位計算,但最重要的一步已經(jīng)邁出,其給芯片領域帶來的革命,指日可待。



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