Все новости от 20 мая 2002 г.

Достижение в области нанотехнологий потрясло научный мир

В статье, опубликованной 20 мая в журнале Applied Physics Letters, сотрудники IBM описывают транзисторы из углеродных нанотрубок — длинных и тонких нитей углеродных молекул, — пропускающих вдвое больший электрический ток с более высокой скоростью по сравнению с самыми современными транзисторами, изготавливаемыми из кремния и металла. «Они превосходят кремниевые транзисторы по целому ряду параметров», — утверждает менеджер IBM по нанотехнологическим исследованиям Федон Авоурис (Phaedon Avouris).

Нанотехнология — это наука о создании объектов на молекулярном уровне. Пока что она еще на раннем этапе разработки, но в ближайшие десятилетия может сыграть решающую роль в развитии разных отраслей. Используя методы нанотехнологии, General Motors уже работает над материалами повышенной прочности для деталей автомобиля.

В хайтек-сфере IBM, HP и другие компании экспериментируют с этими технологиями с целью создания микроскопических электронных цепей. Их предполагается использовать для недорогих датчиков, обнаруживающих утечки газа и другие опасности для окружающей среды, а также для компактных устройств хранения данных или компьютерных микросхем, но это — в 20-летней перспективе.

Почему об углеродных нанотрубках так много говорят? Схемы микропроцессоров уплотнились до такой степени, что традиционные методы их проектирования и изготовления через 15-20 лет, по мнению многих, перестанут быть экономически оправданными. Молекулы же нанотрубок, как снежинки, сами складываются в структуры, так что отдельные схемы чертить не придется — это существенно сократит трудоемкость разработки, стоимость производства и затраты на оборудование в полупроводниковой индустрии.

Повысится и производительность микросхем — благодаря более эффективному способу движения электронов в нанотрубках. В традиционных проводниках приходится учитывать сопротивление, то есть силы и препятствия, замедляющие движение электронов. Эти силы рассеивают электроны, что приводит к выделению тепла и потери энергии. Нанотрубки представляют собой настолько тонкие и длинные образования, что электронам некуда отклоняться. Их поток может только остановиться или пойти в обратную сторону, двигаясь как электронный поезд. «Чтобы развернуть электроны в противоположном направлении, требуется очень сильное воздействие. В принципе, мало что обладает достаточной для этого силой», — говорит Авоурис.

Теоретически на основе нанотрубок можно построить чипы, потребляющие меньше энергии (благодаря меньшим потерям) или обеспечивающие более высокое быстродействие при той же потребляемой энергии. Конечно, пока эти преимущества остаются гипотетическими. Например, недавно ученые обнаружили, что на тонком, контактном конце трубок существует некий энергетический барьер, которого у обычных транзисторов нет. Способность молекул самоорганизовываться тоже не до конца изучена. «Основополагающие механизмы пока не совсем ясны, — говорит Авоурис. — В природе самосборка используется, но продолжительность исследований и разработок природы превышает 2 млрд лет».

Создание углеродных нанотрубок — длительный и сложный процесс. Компания Carbon Nanotechnologies, учрежденная при Университете Райса, выращивает их, помещая металлические частицы в насыщенную углеродом нефтехимическую ванну. При температуре свыше 1000 градусов Цельсия свободные молекулы углерода начинают образовывать нити, свисающие с металла. IBM для своих экспериментов покупает эти нити у Carbon Nanotechnologies. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы:

Обсуждение и комментарии

	DemonZla 3 Dec 2002 3:32 PM
Мир потрясается... а всё равно ямы лопатами копают... мдя...