Третя світова війна ведеться за лідерство в нанотехнологіях, Різне, Залізо, статті

У запеклій світовій війні за лідерство в області, що обіцяє дати технології виробництва міріадів 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 пройшов черговий семінар НАТО, присвячений наномаcштабним структурам і пристроїв, 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 за частиною масового виробництва чого-небудь з розміром менше 95 нм воно абсолютно об’єктивно і закордон нам в переході на технологію 65 нм поки допомагати не збирається.

З унікальними виробами та спеціальними приладами положення 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, як раз 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 і 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 точку – кубіт – вчені з Кембриджа 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 одноелектронних 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 “пси-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 поле, прикладене лише з одного боку, в структурах з двостороннім або охоплює весь провідний канал затвором, істотно змінюється фізика явища.

В 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 відокремлених від основного «грузонесущего» шару кремнію міцним шаром оксиду. Глибинний шар окису кремнію, який використовується в якості ізолятора 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 якогось іншого хімічного елемента. Наприклад, діоксид гафнію, що володіє 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 квазікласичних подання про протікання струму і роботі транзисторів вже не застосовні, і треба буде переходити до квантовому опису і тунельним ефектів.

Але ця область поки слабо вивчена, і основні виробники мікросхем вважають, що на класичних принципах, з робочими елементами розміром в десяток нанометрів ще довго можна буде успішно задовольняти 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 складу.

 


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>

*

*