Menu

Створений перший примітивний комп'ютер, що складається виключно з нанопровідників

Создан первый примитивный компьютер, состоящий исключительно из нанопроводников


Створений групою інженерів і вчених з Гарвардського університету і компанії Mitre перший примітивний нанокомпьютер, що складається з безлічі крихітних провідників, має шанс стати тим, що забезпечить дотримання закону Гордона Мура в деяких областях ще досить довгий час. Крихітна обчислювальний пристрій складається з провідників, діаметром 15 нанометрів, що мають ядро з німеччина і зовнішню кремнієву оболонку. Ці нанопроводники викладені паралельно на поверхні кремнію, покритого шаром діоксиду кремнію, діелектричного матеріалу. У певних точках кремнієвої підкладки виготовлені контактні площадки з хрому і золота, що проходять перпендикулярно нанопроводникам. У кожній точці, де контакти перетинаються з нанопроводником, виникає керований вузол, свого роду транзистор, який може бути включений або вимкнений.

Створюючи дослідний зразок, дослідники отримали близько 180 транзисторних вузлів у клітинках решітки. Вся решітка була розділена на три частини, які виконують різні функції. Перша частина служила для зберігання вихідних даних, друга частина являла собою логічний пристрій, що виконує арифметичні операції, і третя частина використовувалася для зберігання отриманих результатів. Нарощуючи кількість таких блоків можна реалізувати пристрій з будь-якою кількістю біт даних, а матриця з таких блоків 4 на 4 представляє собою найпростіший чотирирозрядний мікропроцесор, який може виконувати з даними безліч операцій.

Дослідники з різних країн, стурбовані наближенням до порогу, після якого перестане дотримуватися закон Мура, експериментували з нанопроводниками вже досить давно, розглядаючи їх в якості альтернативи технології CMOS, принаймні, для деяких областей застосування. Нанопроводники можуть бути відносно легко вирощені у відповідному розчині або обложені з матеріалу, що перебуває в пароподібному стані. Однак, нанопроводники є настільки маленькими, що їх точне розміщення на поверхні чіпа є на сьогоднішній день завданням дуже високої складності, адже перетин нанопровдников, яке призводить до короткого замикання, абсолютно неприпустимо.

Вчені подолали цю проблему за допомогою технології, яку вони назвали "детермінованим нанорасчесыванием" (deterministic nanocombing). Після вирощування безлічі нанопровідників на кремниевом підставі вся отримана структура покривається тонким шаром резистивного матеріалу. Потім, за допомогою електронно-променевої літографії в шарі резиста прорізаються паралельні щілини в місцях, де необхідно прокласти нанопроводники. За допомогою спеціальної хімічної обробки дослідники домоглися того, що нанопроводники були залучені і закріпилися на відкритих ділянках діоксиду кремнію, на ділянках, не захищених шаром резиста. А остаточна хімічна обробка видаляє залишився резистивний матеріал і незатребувані нанопроводники, залишаючи чисту підкладку з впорядкованими на ній нанопроводниками. Дослідники стверджують, що такий процес, незважаючи на його складність, дозволяє отримати чудові результати. Він дає, порівняно з іншими подібними методами, на порядок менша кількість дефектів і коротких замикань.

Схеми, створені описаним вище способом, є дуже маленькими і вимагають для роботи незначної кількості енергії. Нанопроводниковые електронні пристрої в недалекому майбутньому можуть перевершити пристрої на базі CMOS-логіки, але тільки в певній області застосування. В першу чергу, це електроніка, до якої пред'являються підвищені вимоги по кількості споживаної енергії, яка працює на тактовій частоті, що обчислюється мегагерцами і сотень мегагерц. На жаль, працювати на гигагерцовых частотах нанопроводниковые транзистори поки ще не можуть.

|