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IBM日前宣布,该公司的研究人员已经在单一“碳纳米管”分子上构建了首个的完整电子集成电路。这种新材料技术在电子集成电路上的应用将比当今的硅半导体技术具有更为强大的性能。
此项研究成果具有里程碑式的重大意义是因为该电子集成电路的建立使用标准的半导体,电路的所有组件都建立在单一分子之上,而并非将独立构造的部件连接在一起。这样可以简化制造流程,并通过更彻底的测试和材料调整提供必需的一致性,从而投入具体的应用。
IBM关于此项研究的论文,刊登在当日出版的《科学》杂志上。
近五十年来,为了不断提升芯片的性能,半导体行业一直依赖于在单一硅晶片上放置更多的电路。而这种技术在很大程度上是通过使电路变得更小的方式而得以实现。随着科学家们意识到这种技术的潜力越来越小,纳米技术应用的不断探索对于推进行业的不断发展具有更为现实的意义。
IBM团队研制的该电路是一个“环形振荡器”,这种电路芯片通常被制造者用以评估新型制造流程或材料,能很好地显示新技术被用来建立完整芯片时的表现 。通过单一纳米管集成的完整电路,IBM的研究人员观察到电路速度比过去使用多纳米管的电路快了近100万倍。尽管这一速度仍比使用硅芯片的电路要慢一些,但IBM的研究团队相信,新的纳米制造流程将最终体现出碳纳米管电子器件超强的性能潜力。
IBM科学技术研究副总裁T.C.Chen博士说：“碳纳米管晶体管具有胜过目前硅材料的潜力。长时间以来,科学家的重点一直放在制造和优化独立的碳纳米管晶体管上。现在,我们可以对完整电路中碳纳米管电子器件的潜力得出这样的评估结果——它是与现有芯片制造技术结合的关键一步。”
纳米技术包含十亿分之一米大小分子结构的合成和装配。每根碳分子管的宽度就如同在显微镜下呈现的细线一样,只相当于人类一根头发宽度的五万分之一。但由于它们的独特属性,其密度可以比当前晶体管中使用的“导管”更高。另外由于其体积微小,具有进一步小型化的条件。现在,IBM的研究员将使用该环形振荡器,来测试经过改善的碳纳米管晶体管和电路,并测量它们在完整芯片设计中的性能。
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