科学家致力于开发纳米​​管制造的计算机芯片

点击次数:12   更新时间:2018-05-18   【关闭

科学家已经开发出了新的方法,可以生产出由碳纳米管细小的秸秆制成的高性能计算机芯片。长期以来人们已经知道,这些纳米管具有优于目前硅基器件的电子性能。

科学家们在“自然纳米技术”杂志上发表了他们的发现。过去,操纵纳米管的困难阻碍了纳米管芯片的发展。在这个新的实验中,科学家报告说,一种双组分环氧树脂可以以高密度放置单个纳米管。

半导体芯片行业正在取代当前硅基技术。这将允许开发更小和更快的器件,从而给小型硅器件的物理限制造成负担。该研究的合着者,材料科学家詹姆斯汉农说,硅的宝座上很少有现实的继承者。

这些机组需要在10年或15年的时间内投入生产,因此需要在未来几年内制定出结果。目前,生产的电子器件实际上超过了硅片。

主要问题在于整合,将数十亿纳米管以高精度放置在芯片上。目前的芯片使用平版印刷术,其使用与其他电子特性不同的材料层叠的大硅晶圆。使用聚焦的电子束或带电原子将器件蚀刻到它们上。

解决方案涉及两个步骤。首先,他们使用了一种涂覆纳米管并使其溶于水的化学物质。然后,他们使用了与第一种化学元素和元素铪结合的溶液,但不使用硅。使用标准技术来蚀刻沉积在硅上的铪中的图案。芯片被双浸入两种解决方案中。一种化学物质粘附在铪上,另一种化学物质作为两部分环氧树脂的第二部分,将纳米管与芯片上的铪区紧密结合,但不与硅结合。

该过程产生了一系列整齐排列的纳米管器件,已经在图案内连接起来,密度为每平方厘米十亿个。 Hannon表示,这还不足以制造微处理器,但它仅仅是10倍。之前,它是100的因素。

蚀刻工艺需要改进,选择合适长度的右侧纳米管需要更高效。该模型表明,芯片运行频率超过三倍并消耗三分之一的能量,性能提高10倍。

[通过BBC]