Достижения и перспективы наноэлектроники

Достижения и перспективы наноэлектроники

«Наноэлектроника» — относительно новый термин, пришедший на смену более известному термину «микроэлектроника». Микроэлектроника, это передовая для 60-х годов 20-го столетия, технология, использующая полупроводниковую электронику, с размером элементов около одного микрона (микрометра).
Таким образом, термин «наноэлектроника» имеет непосредственную связь с термином «микроэлектроника» и представляет собой очередную ступень совершенствования современной полупроводниковой электроники. Элементы с характерным размером в субмикронной и микронной области переходят к элементам, которые соответствуют размерам нанометровой области.
Принципиально новая отличительная черта наноэлектроники заключается в том, что для элементов таких малых размеров начинают действовать квантовые эффекты. Открывается до сих пор неизвестная номенклатура свойств, появляются новые перспективы их использования.

Наноэлектроника— область электроники, связанная с разработкой технологических основ и архитектур устройств электроники, у которых характерные топологические размеры элементов не превышают 100 нанометров.
Впервые в 70-80 годах в полупроводниковую технику стали внедряться наноразмерные структуры, к примеру, гетеропереходы, квантовые точки и квантовые ямы, а также сверхрешетки. Были разработаны качественно новые технологические процессы, позволившие совершенствовать полупроводниковую классику: напыление, окисление, литография, имплантация, диффузия и другие.
Сканирующий туннельный микроскоп, а затем и атомно-силовой микроскоп,созданные в 80-е годы, положили начало следующему этапу в развитии наноэлектроники. Сканирующий туннельный микроскоп в своей работе использует метод квантового туннелирования. Этот прибор служит для изучения поверхностей твердых электропроводящих тел. При определенном напряжении тока можно добиться, что зонд сумеет отделить несколько атомов от молекул.
Атомно-силовой микроскоп, созданный в 1982 году, является модификацией туннельного микроскопа. Он может помочь в исследованиях как проводящих, так и непроводящих поверхностей. С его помощью можно изучать два объекта в их взаимодействии, к примеру, измерять силы упругости, трения и адгезии.

Появление нанотрубок и графена, по мнению ученых, определило облик будущих электронных схем. Нанотрубка, толщиной в несколько атомов, имеет цилиндрическую структуру и обладает полупроводниковыми либо проводящими свойствами, в зависимости от формы и размера.
Нанотрубки способны придать электронным схемам новые оптические и механические свойства, которые позволят производить электронику гибкой и прозрачной. Оптимисты предсказывают, что скоро ноутбук можно будет легко засунуть в задний карман брюк, а затем развернуть его до размеров газеты, после чего вся его поверхность превратится в экран высокого разрешения. Затем его можно будет снова свернуть до прежних размеров.
Для такой гибкой электроники очень хорошо подойдет графен — самый тонкий материал, созданный человеком. Графен — кристаллический двумерный углеродный наноматериал, его толщина ничтожна и составляет всего один атом углерода. Его свойства уникальны, он чрезвычайно прочен, способен выдержать огромные нагрузки как на прогиб, так и на разрыв.
Изобретенный в 1947 году транзистор за полвека уменьшился по линейному размеру почти в 100 тысяч раз и более чем в 1 тыс. раз по массе. Сегодня создаются транзисторы, у которых размер рабочих элементов составляет от 20 до 30 нанометров.
В наномире свойства электрических сигналов становятся совершенно иными, чем в микромире. Здесь электроток уже не похож на некое подобие «электрической жидкости», на первом плане стоит квантованность электрического заряда.
С приходом нанотехнологий, появляется возможность создания совершенно новых накопителей информации. Новые подходы позволяют создавать схемы одноэлектронной памяти, где один бит информации хранят 2-3 электрона, в отличие от памяти микроэлектронной, где его хранят 10 тыс. электронов.
Таким образом, в сфере «наноэлектроники» предстоят новые достижения и открытия на основе совершенно новых принципов работы. В их основе лежит создание новых схем на уровне отдельных атомов, использование волновых свойств электрона и квантовых эффектов, а также других открывающихся явлений наномира.

Расскажи о нас:

Nanoprotech в соцсетях

Подписка на новости

 

Имя:
E-mail:
Новости компании, акции,
мероприятия. Рассылка один раз в неделю. Гарантируем не передавать ваши данные третьим лицами.
 

Защита от коррозии

podval_1

Защита электрики

podval_2

Универсальная защита

podval_3

ОOО “Инновационные Технологии”, г. Санкт-Петербург.