новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Исследование рынка диоксида титана и ильменита в России
Исследование рынка флокулянтов в России
Исследование рынка пестицидов в России
Исследование рынка гипохлорита натрия в России
Исследование рынка фунгицидов в России
Исследование рынка инсектицидов в России
Исследование рынка гербицидов в России
Исследование рынка пропанола и изопропанола в России
Рынок бутанола и изобутанола в России
Исследование рынка биотоплива в России и в мире

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Продукты оргсинтеза

МАТЕРИАЛЫ БУДУЩЕЙ ЭЛЕКТРОНИКИ (часть I)


Программа Moletronics в DARPA была изначально создана для того, чтобы оптимизировать размер, массу, мощность и многоканальность, а затем проектировать необходимые для вычисления элементы вокруг основных строительных единиц. В один прекрасный день это произведет революцию в современной полупроводниковой отрасли за счет добавления новых функций кремниевым устройствам, которые в свою очередь позволят создать новые применения.


 

Управление перспективных исследовательских проектов (Defense Advanced Research Projects Agency – DARPA) продолжает работу над своими многообещающими концепциями: от изобретения истребителей-невидимок до создания нового класса компьютеров будущего. Эти компьютеры будущего должны быть маленькими и легкими, они должны потреблять мало энергии и обладать свойствами, которые, в конечном счете, расширят вычислительные возможности компьютеров так, что они сравняются со способностями человеческого мозга или превзойдут его.

Воспоминания о будущем
Основной задачей программы Moletronics Управления перспективных исследовательских проектов является создание прототипа 16-ти килобитной нанокомпьютерной памяти к началу 2005 г. Этот прототип будет интегрирован на молекулярном уровне, и его размеры составят примерно 10 мкм × 10 мкм, что примерно соответствует размерам человеческой клетки. Соответственно плотность целевого устройства для нанопамяти составляет 100 Гбит/см2. На данном уровне интеграции, прототип будет иметь плотность в десять раз больше, чем та динамическая оперативная память (DRAM), которую проекты кремниевой промышленности намечают получить к концу работ в 2016 г. В качестве дополнительных задач нанопамять, создаваемая в рамках программы Moletronics, должна быть энергонезависимой и иметь малую мощность, а также быть нечувствительной к дефектам и сбоям. У нее также должен быть интерфейс ввода/вывода с микроэлектронными системами; она должна изготавливаться с использованием новой технологии иерархической самосборки, которая, в конечном итоге, обеспечит создание способа рентабельного массового производства системы.
Несколько комплементарных технических подходов успешно используется в рамках реализации программы Moletronics для того, чтобы продемонстрировать различные схемы электронной нанопамяти молекулярного уровня. В их число входят:
1) переключатели, выполненные из электрически активных молекул, помещенных между впечатанными металлическими нанопроводами на пересечениях нанопроводов разнесения частот;
2) размещение наноразмерных диодов и транзисторов, сформированных на пересечениях активированных самособирающихся полупроводниковых нанопроводов;
3) набор электрически активных молекул порфиринов, которые используются для повышения плотности DRAM на традиционных кремниевых комплементарных металло-оксидных полупроводниках (Si CMOS).
К числу основных инноваций и изобретений программы относятся: новые молекулярные переключатели и провода, диоды и транзисторы молекулярного уровня, построенные из нанопроводов, а также технологии для прецизионного массового производства и сборки/впечатывания большого количества нанопроводов молекулярного размера, новых молекулярных электронных устройств, и моделирования систем, которые были написаны специально для программы Moletronics. Они широко используются для того, чтобы направлять исследования и обеспечивать функциональность предлагаемых конструкций и архитектур заранее, сокращая, тем самым, весь цикл разработки.

Молекулярные электронные цепи
Лаборатории Hewlett-Packard разработали технологию создания перекрестных молекулярных цепей с самым плотным из известных на сегодняшний день запоминающим устройством с электронной адресацией. Демонстрационная схема лаборатории – 64-разрядная память, использующая молекулы в качестве переключателей, занимает площадь в 1 мкм2, как показано на Рис. 1. Плотность расположения бит в запоминающем устройстве более чем в десять раз выше, чем в современных кремниевых чипах памяти. Здесь также впервые сочетаются память и логика с использованием поддающихся перезаписи, энергонезависимых молекулярно-переключательных устройств. Цепи были изготовлены с использованием литографии наноотпечатка.

 
Рис. 1. Атомно-силовой микроснимок перекрестной схемы 8 × 8.

В схемах нижний нанопроводной электрод определяется с помощью литографии отпечатка. Молекулярный монослой ротаксана наносится за счет использования метода Ленгмюра-Блоджетта (Рис. 2). Создание верхних электродов начинается с испарения поверхностного защитного слоя титана 7,5 нм, что сводит к минимуму последующее разрушение молекулярного монослоя, а также позволяет осуществлять непосредственный электрический контакт с молекулами. Смоделированные верхние электроды из титана в 5 нм и платины в 10 нм затем изготавливаются с помощью той же технологии, с использованием той же печатной формы, ориентированной перпендикулярно по отношению к нижним электродам. В заключение, используется реактивное ионное травление (RIE) для удаления защитного титанового слоя, платиновые электроды при этом остаются в неприкосновенности. Молекулы и титановый слой под платиновым верхним электродом защищены. После RIE, остаются перекрестные схемы с молекулярным монослоем, встроенным между верхними и нижними нанопроводами.

 
Рис. 2. Принципиальная схема, показывающая структуру цепи.

Основным элементом цепи является соединение Pt/молекула/Ti, которое формируется на каждом месте скрещивания и функционирует как перекидной энергонезависимый переключатель; 64 таких переключателя соединены для того, чтобы образовать перекрестную цепь 8 × 8 в пределах участка в 1 мкм2. Для того чтобы продемонстрировать демультиплексорную/мультиплексорную функциональность, интегрированную с памятью, была сконфигурирована бездефектная перекрестная схема 8 × 8 в память 4 × 4, а также два декодера 4 × 4 за счет установки сопротивлений в соответствующие места перекрещивания. В демультиплексерных/мультиплексерных логических схемах, были использованы различные коды номера ячейки для выбора и передачи сигналов от проводов многоканальных входов к проводам одноканальных входов (и/или от провода одноканального входа к одному или нескольким выходным проводам) для считывания сопротивлений в память.
Помимо разработки молекулярных электронных схем высокой плотности, которые образуют основные структурные компоненты для молекулярной компьютерной системы, молекулярные запоминающие устройства встраиваются в CMOS для создания гибридной системы. Такой подход обеспечивает возможность скорого включения молекулярных устройств в традиционные запоминающие устройства на кремниевой основе.

Гибридные запоминающие устройства
Исследователи из Университета Калифорнии-Риверсайд, Университета штата Северная Каролина (NCSU), и компания ZettaCore, Inc. недавно продемонстрировали первый полнофункциональный гибрид CMOS с молекулярным запоминающим устройством. Разработка гибридных устройств является первым важным шагом для создания переходной технологии, которая приведет к созданию класса полностью молекулярных компьютеров.
В гибридном устройстве молекулы порфирина присоединены, как показано на Рис. 3, к литографически созданной кремниевой платформе с определенным расположением ячеек памяти, Рис. 4. Биты информации хранятся в дискретных состояниях окисления-восстановления молекул порфирина. Порфирины являются особенно привлекательными кандидатами для применения в запоминающих устройствах, поскольку они обладают способностью хранить множество битов информации (некоторые молекулы на основе порфирина способны хранить три бита информации). Это сильно уменьшит сложность и повысит емкость запоминающего устройства. В прототипическом гибриде CMOS и молекулярного устройства ( Рис. 4) область памяти полностью интегрирована с расположенными на том же кристалле усилителями считывания, которые изготовлены с помощью традиционных методов. Данные усилители были спроектированы для считывания множества битов.

 
Рис. 3. Запоминающая молекула порфирина.

 
Рис. 4. Прототипический гибрид CMOS и молекулярного запоминающего устройства.

В то время как гибридные устройства дают возможность скорейшего использования молекулярных устройств в компьютерных продуктах, подход с использованием случайной сборки на основе ячейки, содержащей наноразмерные компоненты, или НаноЯчейки представляют собой дерзкий новый способ осуществления производства и сборки. Концепция НаноЯчеек сочетает в себе современную технологию, основанную на использовании кремниевых компонентов, и технологию, основанную исключительно на использовании молекулярных переключателей и проводов. В случае успеха подход с использованием случайной сборки НаноЯчеек произведет революцию в области построения структур компьютеров и переконфигурации схем для осуществления вычислительных операций.

НаноЯчейки для молекулярных компьютерных операций
Наноэлектронные архитектуры могут оказаться способными дополнить традиционные твердотельные полупроводниковые устройства. Большинство предлагаемых архитектур зависит от точного порядка и строительных устройств с определенным расположением наноструктур, которые всяческими усилиями связывают с микроструктурами. Напротив, коллектив специалистов из Райс, NCSU, Йельского университета, Университетов Южной Каролины (USC) и Пенсильвании, а также компании Motorola Corp., разрабатывал иную концепцию НаноЯчейки для наноэлектронных сборок. Подход к НаноЯчейкам не зависит от размещения молекул или нанопроводов в определенном положении или в определенном месте. Внутренние части в основном располагаются беспорядочно, и нет необходимости точно размещать какие-либо из элементов переключения. Наноразмерные переключатели добавляются в изобилии, но только небольшая часть необходима для сборки с нужным для переключения направлением. Нанографические перспективы входных, выходных структур в наноячейках становятся значительно менее точными, а нечувствительность к отказам огромна; тем не менее, программирование более перспективно.
В данной работе описывается первый пример, в котором действительно осуществляется сборка НаноЯчейки (Рис. 5). Оказалось, что металлические нанонити являются основным действующим механизмом в этих воплощениях достижений нашего поколения.

 
Рис. 5. Электронная микрофотография НаноЯчейки после сборки золотых нанопроводов и молекулы 1.

На первом изображении показаны пять расположенных относительно друг друга пар изготовленных проводов поперек НаноЯчейки; некоторые нанопровода из золота едва видны на внутреннем прямоугольнике бесконечной пленки золота. Нижнее изображение представляет собой центральную часть НаноЯчейки при более сильном увеличении. Изображение показывает неупорядоченную и дискретную пленку золота с присоединенным золотым нанопроводом, который установлен через OPE-дитиол (не видный), полученный из молекулы 1.
Была изготовлена НаноЯчейка, собранная с неупорядоченным расположением молекул и проводов из золота, которая функционирует через нанонити, образующиеся при испытаниях. НаноЯчейка демонстрирует воспроизводимое поведение переключения и два вида эффектов запоминания: первым является считывание со стиранием, а вторым считывание без стирания. Эта первая демонстрация неупорядоченного сочетания высокоэффективного переключения и запоминания сулит увеличение числа неупорядоченных программируемых схем для расширения функциональных возможностей сложных устройств.
Важным компонентом подхода с использованием НаноЯчеек является понимание и моделирование устройств в их наиболее функциональных состояниях. Инструменты воспроизведения и моделирования для анализа цепей в процессе проектирования и конструирования НаноЯчейки были далее усовершенствованы для использования в другой важной области: молекулярном программировании.

 

 

 

Кван С. Квок,
http://www.nanotoday.com

Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

ФРУКТОЗА ВРЕДНЕЕ САХАРА
ЗАЩИТА СОЕВЫХ ПОСЕВОВ
ВОЗДЕЙСТВИЕ КОФЕИНА
ПОЛИМОЧЕВИННЫЕ ПОКРЫТИЯ
ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СТАЛИ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ COLORCOAT PRISMA
БУДУЩЕЕ ТРАНСГЕННЫХ ПРОДУКТОВ В РОССИИ
КАК ЕДА МЕНЯЕТ ЧЕЛОВЕКА
ПЕРВЫЕ ДОКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ «КАРДИОНОВА»
БОТОКС ПОМОГАЕТ от МИГРЕНИ
МЕМБРАННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ LEWABRANE
24 НОВЫХ АЛЛЕРГЕНА "АЛКОР БИО"
МЕТОД РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ РАКА
ПРОЕКТ TOPYIELD
ПЕРВЫЙ РОССИЙСКИЙ ПРЕПАРАТ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ИШЕМИИ
ДОСТИЖЕНИЯ BASF для ИНДУСТРИИ КРАСОТЫ
СИНТЕЗ НОВЫХ БЕЛКОВ
KEEP 32 СДЕЛАЕТ ЗУБЫ «НЕУЯЗВИМЫМИ ДЛЯ КАРИЕСА»
ВИТАМИНЫ "КАВИКОРМ" для ЖИВОТНЫХ
ВРЕДНО ЛИ ПАЛЬМОВОЕ МАСЛО?
СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ЛИЗИНА
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА в ПРОИЗВОДСТВЕ ЗАМОРОЖЕННЫХ ПРОДУКТОВ
ОТБЕЛИВАТЕЛИ «ПИГМЕНТА»
МЕБЕЛЬНЫЙ ЛАК НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
«МОСВОДОКАНАЛ»: гипохлорит натрия вместо хлора
НОВЫЕ ПРОЕКТЫ: ДИОКСИД КРЕМНИЯ ИЗ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ
ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА - новое измерение в контрацепции
«БИОКАД» об ИСПЫТАНИЯХ «АЛЬГЕРОНА»
ВОЗМОЖНОСТИ ТОПИНАМБУРА
ПИЩЕВЫЕ КРАСИТЕЛИ ДЛЯ ПАСХАЛЬНЫХ ЯИЦ
НОВИНКИ BASF на «ИНТЕРПЛАСТИКА 2012»
ВДЫХАЕМЫЕ ФОРМЫ ИНСУЛИНА
БЕЗВРЕДЕН ЛИ ВИТАМИН Е?
КОРМОВЫЕ ФЕРМЕНТЫ DIREVO
ФРУКТОЗА - САМЫЙ ВРЕДНЫЙ САХАР
НОВЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ, НОВЫЕ БЕЛКИ
БИОТЕСТЫ MAGNISENSE в РОССИИ
ПРЕМИКСЫ YOUPIG ДЛЯ СВИНОВОДСТВА
ОТЕЧЕСТВЕННАЯ «ЛЮКСОВАЯ» КОСМЕТИКА
КРАХМАЛЬНЫЙ КЛЕЙ: адгезия и когезия
«БИОКАД» о РАЗРАБОТКЕ БЕВАЦИЗУМАБА
ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ФАРМИННОВАЦИИ
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЧВООБРАБОТКИ
АНТИМИКРОБНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НАФТАЛАНОВОЙ НЕФТИ
ПРЕМИКСЫ NATUPHOS
ПРОБИОТИКИ + ПРЕБИОТИКИ

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved