Созданный группой инженеров и ученых из Гарвардского университета и компании Mitre первый примитивный нанокомпьютер, состоящий из множества крошечных проводников, имеет шанс стать тем, что обеспечит соблюдение закона Гордона Мура в некоторых областях еще достаточно долгое время. Крошечное вычислительное устройство состоит из проводников, диаметром 15 нанометров, имеющих ядро из германия и внешнюю кремниевую оболочку. Эти нанопроводники выложены параллельно на поверхности кремния, покрытого слоем диоксида кремния, диэлектрического материала. В определенных точках кремниевой подложки изготовлены контактные площадки из хрома и золота, проходящие перпендикулярно нанопроводникам. В каждой точке, где контакты пересекаются с нанопроводником, возникает управляемый узел, своего рода транзистор, который может быть включен или отключен.
Создавая опытный образец, исследователи получили около 180 транзисторных узлов в ячейках решетки. Вся решетка была разделена на три части, выполняющие различные функции. Первая часть служила для хранения исходных данных, вторая часть представляла собой логическое устройство, выполняющее арифметические операции, и третья часть использовалась для хранения полученных результатов. Наращивая количество подобных блоков можно реализовать устройство с любым количеством бит данных, а матрица из таких блоков 4 на 4 представляет собой уже простейший четырехразрядный микропроцессор, способный выполнять с данными множество операций.
Исследователи из разных стран, обеспокоенные приближением к порогу, после которого перестанет соблюдаться закон Мура, экспериментировали с нанопроводниками уже достаточно давно, рассматривая их в качестве альтернативы технологии CMOS, по крайней мере, для некоторых областей применения. Нанопроводники могут быть относительно легко выращены в соответствующем растворе или осаждены из материала, находящегося в парообразном состоянии. Однако, нанопроводники являются настолько маленькими, что их точное размещение на поверхности чипа является на сегодняшний день задачей очень высокой сложности, ведь пересечение нанопровдников, которое приводит к короткому замыканию, абсолютно недопустимо.
Ученые преодолели вышеописанную проблему при помощи технологии, которую они назвали "детерминированным нанорасчесыванием" (deterministic nanocombing). После выращивания множества нанопроводников на кремниевом основании вся полученная структура покрывается тонким слоем резистивного материала. Затем, при помощи электронно-лучевой литографии в слое резиста прорезаются параллельные щели в местах, где необходимо проложить нанопроводники. При помощи специальной химической обработки исследователи добились того, что нанопроводники были привлечены и закрепились на открытых участках диоксида кремния, на участках, не защищенных слоем резиста. А окончательная химическая обработка удаляет оставшийся резистивный материал и невостребованные нанопроводники, оставляя чистую подложку с упорядоченными на ней нанопроводниками. Исследователи утверждают, что такой процесс, несмотря на его сложность, позволяет получить замечательные результаты. Он дает, по сравнению с другими подобными методами, на порядок меньшее количество дефектов и коротких замыканий.
Схемы, созданные описанным выше способом, являются очень маленькими и требуют для работы незначительного количества энергии. Нанопроводниковые электронные устройства в недалеком будущем могут превзойти устройства на базе CMOS-логики, но только в определенной области применения. В первую очередь, это электроника, к которой предъявляются повышенные требования по количеству потребляемой энергии, которая работает на тактовой частоте, исчисляющейся мегагерцами и сотнями мегагерц. К сожалению, работать на гигагерцовых частотах нанопроводниковые транзисторы пока еще не могут.
Внимание! Данная статья была написана более полугода назад, актуальность материала и состояние жизни ссылок не гарантируется! Воспользуйтесь дополнительными параметрами для поиска необходимого вам контента! Приносим свои извинения...
