Третя світова війна ведеться за лідерство в нанотехнологіях

У запеклій світовій війні за лідерство в області, що обіцяє дати технології виробництва міріадов невидимих оком, але працездатних і працюючих пристроїв, Росія поки що зберігає строгий і недалекоглядний нейтралітет. Тим часом НАТО починає інтелектуальну інтервенцію в СНД.


НАТО: похід за нано


З 15 по 19 жовтня 2006 року в Криму, в оздоровчо-рекреаційному комплексі «Судак» на березі Чорного моря відбувся черговий семінар НАТО, присвячений наномаcштабним структурам і пристроям, виготовленим за технологією напівпровідник на ізоляторі (SOI). Фахівці з усього світу розповіли про свої успіхи в області створення електронних приладів, робота яких істотно залежить від законів квантової механіки.

Успіхи російських і українських нанотехнологів виглядали більш ніж скромно в порівнянні з досягненнями їхніх колег з Японії, Англії, Франції та США. Не можна сказати, щоб відставання було повним і по всіх фронтах, але по частині масового виробництва чого-небудь з розміром менше 95 нм воно абсолютно об'єктивно і закордон нам у переході на технологію 65 нм поки допомагати не збирається.

З унікальними виробами та спеціальними приладами становище трохи краще. Приємною для багатьох несподіванкою виявилася доповідь Віктора Бикова глави російської компанії НТ-МДТ, що виробляє різного роду скануючі зондові мікроскопи та інші пристрої для роботи з нанорозмірними об'єктами. Зробити щось зовсім маленьке за допомогою сфокусованого іонного пучка або голки атомносилової мікроскопа сьогодні не проблема – проблема зробити так, щоб це мініатюрне виріб можна було відтворити в кількості сотні мільйонів штук.

Як жартували в кулуарах семінару, технологія – це коли на виході отримуєш мільярд транзисторів, і всі вони працюють … Сучасний процесор Пентіум, виготовлений по 65 нм технології і складається з 1, 3 млрд. транзисторів, якраз і є таким високо технологічним продуктом, в якому крихке і унікальне стало масовим і надійним.

Погоджуючись з тим, що перехід на 45 нм технологію відбудеться ще не скоро, всі розробники наполегливо досліджують структури з характерними розмірами всього десяток нанометрів. Японці, з 1997 року вивчають одноелектронні транзистори досягли успіху в їх створенні настільки, що почали робити логічні елементи та бістабільні тунельні структури з робочою областю розміром менше 10 нм.

Ось тільки кремнієві «проводу», що йдуть до квантової крапки, поки товстуваті і весь пристрій виявляється істотно більше типового транзистора, використовуваного в процесорах AMD або Intel.

Дивний світ одиночних електронів


Одноелектронні транзистори, в яких електрони «поодинці» перестрибують з витоку на наноостровок кремнію і далі на стік, сьогодні вивчаються не тільки самі по собі, а й у зв'язку зі спробами побудови квантових комп'ютерів.

Розташувавши поруч з транзисторним наноостровком ще одну квантову крапку – кубіт – вчені з Кембриджу зуміли організувати інтерфейс між квантовими і макроскопічними процесами і поспостерігати життя охолодженого до п'ятитисячного кельвіна кубіта за допомогою приладів знаходяться при кімнатній температурі.

Квантовий Одноелектронний транзистор, правда, довелося все ж охолодити. Та по іншому і не можна було б нічого зробити – адже кубіт і транзистор повинні знаходитися на такій відстані, щоб їх "псі-функції", характеризують вірогідність знаходження квантового об'єкта в певній точці простору, хоч трохи, але перекривалися.

Загальний інтерес до «нанопроводів» і транзисторам на їх основі величезний в першу чергу завдяки тому, що в порівнянні зі звичайними польовими транзисторами, де провідністю каналу управляє електричне полі, прикладена лише з одного боку, в структурах з двостороннім чи охоплює весь провідний канал затвором, істотно змінюється фізика явища.

У нанотранзисторов помітно менше робочі напруги і струми, що дозволяє істотно знизити таку характеристику процесорів, як твір енергії перемикання на час спрацьовування електронного ключа.

Популярність технології напівпровідник на ізоляторі (SOI) з кожним роком зростає і все більше мікросхем і процесорів виготовляються на крем'яних шарах товщиною всього кілька десятків або сотень нм отделенних від основного «вантажонесучого» шару кремнію міцним шаром оксиду. Глибинний шар окису кремнію, що використовується як ізолятор різних частин мікросхеми один від одного, сьогодні поза конкуренцією.

Однак між затвором і каналом в сучасних польових транзисторах все частіше намагаються покласти тонкий шар оксиду якого-небудь іншого хімічного елемента. Наприклад, діоксид гафнію, якого меншою провідністю і більшою діелектричною проникністю, що дозволяє зменшити струми витоку і робочі напруги транзисторів.

За прогнозами аналітиків, років через десять технології впритул підійдуть до того рубежу, за яким Квазікласичне подання про протікання струму і роботі транзисторів вже не застосовні, і треба буде переходити до квантовому опису і тунельним ефектів.

Але ця область поки слабко вивчена, і основні виробники мікросхем вважають, що на класичних принципах, з робочими елементами розміром в десяток нанометрів ще довго можна буде успішно задовольняти що ростуть не по днях, а по годинах потреби користувачів персональних комп'ютерів і стільникових телефонів.

У Росії ще залишається час вскочити в стрімко підноситься в майбутнє склад.

 


Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*