Вячеслав Ансимов
Ученые лаборатории нанотехнологий , принадлежащей , создали транзистор с толщиной управляющего перехода всего в 1 молекулу.
Под руководством доктора Хендрика Шона группа исследователей — Хонг Менг и Женан Бао из лаборатории в Нью-Джерси осуществила еще один прорыв в наноэлектронике. Кроме стабильно работающего транзистора, ученые смогли собрать из них схему логического инвертора.
Таким образом, практическая реализация молекулярного компьютера стала на шаг ближе. Молекула в качестве переключательного элемента логических схем означает достижение теоретического предела плотности записи информации (1 бит на молекулу). Компьютеры обретут практически неограниченную память и быстродействие, лимитируемое только временем прохождения сигнала через прибор.
Преимущества молекулярных компьютеров также состоят в их чрезвычайно малых размерах и в мизерном количестве потребляемой энергии. Молекулярный процессор может быть в 100 миллиардов раз экономичнее современных микропроцессоров, и гораздо меньших размеров.
Идея использования отдельных молекул как самостоятельных электронных компонентов возникла в 1974 году. Главными проблемами были нестабильность таких компонентов и трудности с их интеграцией с макроэлементами. Стабильности мешают тепловые колебания молекул и волновые неопределенности субмолекулярного уровня.
Проблема внешней интеграции еще сложнее. Воткнуть в молекулярные компоненты «ножки» оказалось совсем не просто. Сначала удалось создать двух-контактные нано-элементы — диоды. Однако базовым элементом современной схемотехники вычислительных систем является транзистор с третьим управляющим электродом.
Ученым Bell Labs удалось создать молекулярный полевой транзистор, который стабильно работает как в переключательном, так и в усилительном режиме. Под влиянием управляющего напряжения проводимость канала менялась более чем на 5 порядков.
С помощью оригинальной технологии самосоединения молекулярных компонентов в схемы вокруг общих электродов, удалось создать инвертор — один из базовых элементов логических схем. Формирование схемы из транзисторов на основе органического вещества тиола происходит в специальном растворе вокруг золотых электродов.
Нанотехнологии успешно развивают также ученые IBM и Hewlett-Packard. IBM в апреле этого года впервые удалось создать транзисторную сборку толщиной в несколько молекул на основе углеродных нанотрубок. Но все равно позиционирование нанотрубок в схемах стало хоть и разрешимой, но довольно сложной задачей. Кроме того, пока производство бездефектных углеродных нанотрубок чрезвычайно дорого. Даже сырье для них стоит намного дороже золота. Разработки Hewlett-Packard касаются в основном молекулярных элементов памяти.
Технология Bell представляется весьма дешевой и легко трансформируемой от существующего кремниевого производства. Сейчас считается, что теоретические пределы кремниевых макротехнологий будет достигнуты через 10 — 15 лет.
 |
|
| ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ |  |
|
|
| МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ | |
Hewlett-Packard уже близка к молекулярному компьютеру — 18.07.01
Чипы IBM заработают быстрее, когда их растянут — 08.06.01
В полупроводниковых нанотехнологиях произошел прорыв — 28.04.01
Компьютер будущего: молекулярный или квантовый? — 21.08.00