Microprocessor gemaakt van koolstof nanobuisjes beschikbaar

Britse & quot; Nature & quot; magazine publiceerde op 28 augustus een nieuwe ontwikkeling in de computationele wetenschappen: het Massachusetts Institute of Technology-team gebruikte meer dan 14.000 koolstofnanobuis-transistors om een ​​16-bits microprocessor te maken en genereerde een dergelijk bericht. De ontwerp- en productiemethoden gaan eerdere uitdagingen met betrekking tot koolstofnanobuizen aan en bieden een geavanceerd alternatief voor silicium in geavanceerde micro-elektronische apparaten.

De siliciumtransistors die in elektronische apparaten worden gebruikt, bereiken een kritiek punt en kunnen niet effectief worden uitgebreid om elektronica vooruit te helpen. Nanobuizen van koolstof zijn een potentieel alternatief materiaal voor de fabricage van hoogwaardige apparaten. Ze worden ook wel bucky-buizen genoemd. Ze zijn lichtgewicht en hebben een speciale structuur. Ze zijn samengesteld uit verschillende lagen koolstofatomen gerangschikt in een zeshoekige vorm tot tientallen lagen. Coaxiale buis. Momenteel hebben koolstofnanobuizen uitstekende mechanische en elektrische eigenschappen, maar hun eigen defecten en variabiliteit beperken de toepassing van deze miniatuur koolstofatoomcilinders in grootschalige systemen.

Deze keer hebben de Massachusetts Institute of Technology-wetenschapper Max Schulak en collega's een koolstofnanobuis-microprocessor ontworpen en gebouwd om dergelijke problemen op te lossen. Ze gebruiken een spallingproces om te voorkomen dat de koolstofnanobuisjes samen polymeriseren om te voorkomen dat de transistor goed functioneert. Bovendien wordt het aantal koolstofnanobuizen van het metaaltype in plaats van de koolstofnanobuizen van het halfgeleidertype verminderd door een fijn circuitontwerp, en de aanwezigheid van dit laatste heeft geen invloed op de functie van het circuit, waardoor de problemen in verband met onzuiverheden van koolstofnanobuisjes worden overwonnen .

Het onderzoeksteam heeft de microprocessor 'RV16X-NANO' genoemd en met succes een programma in de test uitgevoerd om het bericht te genereren: "Hallo, de wereld! Ik ben RV16XNano, gemaakt van koolstofnanobuisjes. & Quot;

De onderzoekers concludeerden dat deze studie wijst op een veelbelovende richting voor elektronica die verder gaat dan silicium, aangezien de microprocessor is ontworpen en vervaardigd met behulp van industriële normen.

Er is al lang voorspeld dat de dominante positie van silicium in het chipveld kan eindigen in de handen van koolstofnanobuizen. Omdat dit laatste kleiner en geleidend is dan conventionele transistoren, ondersteunt het ook snel schakelen, zijn prestaties en energieprestaties veel beter dan traditionele siliconenmaterialen. Sinds vele jaren zijn koolstofnanobuisjes echter niet in staat om de praktische toepassing te volgen. Een van de redenen is dat de groeimodus niet bereid is om “door mensen bestuurd te worden”; de tweede is het probleem van onzuiverheden, zolang er een kleine hoeveelheid metalen koolstofnanobuisjes is, zal dit de prestaties van de gehele processor beschadigen. Hoewel we weten dat de datum van vervanging van traditionele siliciumtransistoren door koolstofnanobuisjes nog steeds in 10 jaar moet worden berekend, is de belangrijkste stap al gezet en ligt de revolutie in het chipveld voor de deur.