| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
История наноэлектроники
Национальный исследовательский ядерный университет «Московский инженерно-физический институт» (НИЯУ «МИФИ»)
Факультет: Автоматика и электроника
Кафедра: микро- и наноэлектроника
Предмет: информатика и компьютерный практикум
Конспект по теме
История наноэлектроники
Группа: А4-11
Студент: Челышев А.О.
Преподаватель: доц. Лапшинский В.А.
Москва 2012
Содержание:
Глоссарий
Аннотация
Введение
Первое упоминание о нанотехнологиях
Зарождение наноэлектроники
Перспективы
Глоссарий
Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров.
Стабилитрон— полупроводниковый диод, предназначенный для поддержания напряжения источника питания на заданном уровне.
Квантовая яма — это потенциальная яма, которая ограничивает подвижность частиц с трех до двух измерений, тем самым заставляя их двигаться в плоском слое.
Сканирующий туннельный микроскоп — вариант сканирующего зондового микроскопа, предназначенный для измерения рельефа проводящих поверхностей с высоким пространственным разрешением.
Графен— двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.[1]
Введение
Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров.
Термин «наноэлектроника» логически связан с термином «микроэлектроника» и отражает переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области. Этот процесс развития технологии отражает эмпирический закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые полтора-два года.
Однако принципиально новая особенность наноэлектроники связана с тем, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты. Появляется новая номенклатура свойств, открываются новые заманчивые перспективы их использования. Если при переходе от микро- к наноэлектронике квантовые эффекты во многом являются паразитными, (например, работе классического транзистора при уменьшении размеров начинает мешать туннелирование носителей заряда), то электроника, использующая квантовые эффекты, — это уже основа новой, так называемой наногетероструктурной электроники.[2]
Первое упоминание о налогиях
 Первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «В том мире полно места» (англ. «There’s Plenty of Room at the Bottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества.
Ричард Фейнман (рисунок1) предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой известным на сегодняшний день физическим законам.
Зарождение наноэлектроники
Наноэлектроника начинала свое зарождение при появлении полупроводниковых элементов. Уже тогда ученые создавали стабилитроны с шириной объемной области p-n-перехода в несколько десятков нанометров. Хотя сами стабилитроны нельзя считать нанометровыми, все же факт остается фактом. В 70-е -80-е годы прошлого столетия полупроводниковая электроника стала оперировать такими понятиями как гетеропереходы, сверхрешетки, квантовые проволоки и точки, квантовые ямы. Уже тогда можно с уверенностью считать, что наноэлектроника, как подразделение электроники стала постепенно формироваться. В производстве радиокомпонентов и электронных схем стали внедрятся такие совершенно новые технологии, как молекулярно-лучевая, ионно-плазменная, ионно-лучевое напыление фотонный отжиг и многие другие.
По сути, микроэлектроника путем выхода технологий на новый более совершенный уровень плавно перешла в наноэлектронику. Результатом внедрения первых нанотехнологий стало появление новейших на то время фотоприборов, светодиодов, лазеров и микросхем.
В 80-е – 90-е годы прошлого столетия были сделаны совершенно новые приборы, давшие новый толчок развития наноэлектроники и переход ее в отдельную область науки и техники. Был изобретен сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) (рисунок2)и атомно-силовой микроскоп (АСМ). Они дали возможность ученым манипулировать нанометровыми кластерами в полупроводниковом материале вплоть до исследования отдельных молекул и атомов. В 1991 году были созданы нанотрубки на основе структурной формы углерода. В 1998 году на базе нанотрубок ученым удалось получить транзисторный эффект. В это время зародилась идея создавать электронные компоненты не из целых частей полупроводниковых и других материалов, а из отдельных атомов и молекул. Сначала она казалась почти утопической, но дальнейшая история развития наноэлектроники показала ее вполне воплотимую реальность. Кроме того, орказалось, что нанотрубки обладают рядом уникальных свойств, один из которых сверхпроводимость. В последствие эти нанотрубки были использованы при создании совершенно новых транзисторов и конденсаторов.
Дальнейшее развитие наноэлектроники происходило столь стремительно, что нельзя выделить конкретные даты. Изобретения появлялись, да и появляются сейчас с удивительной скоростью. Единственным сдерживающим фактором, на сегодняшний день являются недостаточно совершенные технологии. Можно сказать, что человеческая мысль намного опережает развитие технологий. Такие открытия как трехмерный транзистор, асимметричный суперконденсатор, высокоскоростной транзистор на основе графена (рисунок 3) и др. воспринимаются почти как само собой разумеющиеся.[3]
Перспективы
В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть наноэлектроники ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:
Оптические компьютеры — в которых вместо электрических сигналов обработке подвергаются потоки света (фотоны, а не электроны).
Квантовые компьютеры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.
Молекулярные компьютеры — вычислительные системы, использующие вычислительные возможности молекул (преимущественно, органических). Молекулярными компьютерами используется идея вычислительных возможностей расположения атомов в пространстве.[2]
Литература:
1.http://scsiexplorer.com.ua/index.php/istoria-otkritiy/663-istorija-nanoelektroniki.html - статья о истории наноэлектроники
2.http://tehno-science.ru/tag/nanoelektronika - статья о нано
3.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0 - статья о истории нанотехнологий |
| Категория: Для абитуриентов | Добавил: Че (31.05.2012)
| Автор: Сашка ЧЕ
|
| Просмотров: 4176
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|