Лаборатория «Криоэлектроника» предлагает следующие тематики курсовых работ студентам второго курса.
Список тем курсовых работ уточняется. Студенты, по согласованию с научным руководителем, могут выбрать иную тему.
Старший научный сотрудник Крупенин Владимир Александрович, комн. Ц-49А, тел. (495) 939-39-87.
Старший научный сотрудник Трифонов Артем Сергеевич, комн. Ц-49А, тел. (495) 939-39-87.
Старший научный сотрудник Солдатов Евгений Сергеевич тел. (495) 939-59-35, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
Профессор Снигирев Олег Васильевич, комн. 3-79, тел. (495) 939-30-00
Совместно с кафедрой атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники.
Профессор Корнев Виктор Константинович, комн. 2-68А, тел. (495) 939-43-51, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
Совместно с кафедрой атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники.
Научный сотрудник Шорохов Владислав Владимирович, тел. (495) 939-59-35, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..
cryolab.phys.msu.ru
Нанотехнология представляет собой бурно развивающееся междисциплинарное научно-техническое направление, базирующееся на передовых достижениях физики, химии, биологии, материаловедения, микроэлектроники.
Под нанотехнологией понимают совокупность приемов и методов, обеспечивающих возможность создавать и модифицировать объекты, в которых, по крайней мере, один из размеров лежит в области 1-100 нанометров (нм) (1 нм – одна миллиардная часть метра). При этом сфера применения наноструктур, наноматериалов, приборов и устройств на их основе необычайно широка – от сверхпрочных тканей и покрытий до электронных запоминающих устройств сверхбольшой (терабитной) емкости и базовых элементов квантовых компьютеров, от высокоэффективных катализаторов и фильтров до средств локальной диагностики различных заболеваний и адресной доставки лекарств на клеточном уровне.
Основная особенность подготовки студентов по профилю «Нанотехнология в электронике» в МИЭТе – сочетание фундаментальной естественно-научной и современной инженерной подготовки. По сравнению с выпускниками классических университетов выпускники данного профиля более приспособлены к решению конкретных практических задач. По сравнению с техническими университетами большее время уделяется изучению фундаментальных дисциплин. В число специальных профильных дисциплин входят:
Область профессиональной деятельности бакалавров по направлению подготовки «Электроника и наноэлектроника» – теоретическое и экспериментальное исследование, математическое и компьютерное моделирование, проектирование, конструирование, технологию производства, использование и эксплуатацию материалов, компонентов, электронных приборов, устройств, установок вакуумной, плазменной, твердотельной, микроволновой, оптической, микро- и наноэлектроники различного функционального назначения.
Объектами профессиональной деятельности бакалавров направления являются: материалы, компоненты, электронные приборы, устройства, установки, методы их исследования, проектирования и конструирования, технологические процессы производства, диагностическое и технологическое оборудование, математические модели, алгоритмы решения типовых задач, современное программное и информационное обеспечение процессов моделирования и проектирования изделий электроники и наноэлектроники.
Учебно-производственная практика и выполнение бакалаврских выпускных квалификационных работ происходят на предприятиях: ОАО «Ангстрем», ОАО «НИИМЭ и Микрон», НПО «Орион», ЗАО «Нанотехнология – МДТ»; в исследовательских центрах: Отделение твердого тела Физического института РАН, Физико-технологического института РАН, ФГУП «НИИФП им. Ф.В. Лукина», НОЦ ФИАН и МИЭТ «Квантовые приборы и нанотехнологии», НОЦ МИЭТ «Зондовая микроскопия и нанотехнология», НОЦ МИЭТ «Нанотехнологии в электронике»; в научно-исследовательских лабораториях МИЭТ: НИЛ сверхпроводниковой электроники, НИЛ электронной микроскопии, НИЛ радиационных методов, технологий и анализа.
Бакалаврская ступень рассматривается как подготовительный этап к поступлению в магистратуру. Вместе с тем бакалаврская выпускная работа представляет собой обстоятельный обзор научной проблемы, разработка которой предполагается в магистратуре с элементами самостоятельного исследования. Подавляющее большинство студентов продолжает свое образование в магистратуре, а многие – и далее в аспирантуре.
Выпускники кафедры работают в ведущих российских и мировых high-tech компаниях, на инновационных предприятиях, продолжают научную карьеру в университетах, институтах Академии наук России, создают собственные малые наукоемкие фирмы.
В ходе обучения по профилю подготовки бакалавров «Нанотехнология в электронике» у студентов формируются следующие специальные компетенции:
Профиль подготовки бакалавров «Нанотехнология в электронике» – для тех, кто любит учиться, мечтает сказать свое слово в науке и верит, что ключ к успеху – в труде и таланте.
abiturient.ru
Наноэлектроника — это последовательный виток развития после микроэлектроники. Помимо малых размеров и еще пары похожих фактов, ничего общего они не имеют, из-за того, что в наноэлектронике ключевую роль отбирают на себя квантовые свойства, что и открывает море перспектив в настоящем и прекрасном грядущем.
Наноэлектроника – это логическое продолжение, уже набравшей скорость, машины прогресса. Наноэлектроника пришла после микроэлектроники, которая была прорывом в свое время. Первое, что бросается в глаза, это уменьшение размеров и, соответственно, изменение названия.
Наноэлектроника соединена с разработкой технологий электроники, с размерами 100нм и, даже 10 нм. Но это не самое главное, ведь то, что выделяет наноэлектронику — это квантовые свойства. Если раньше квантовые элементы мешали, то сейчас именно они и работают на нас.
Одно величайшее открытие из сферы наноэлектроники мы используем уже сейчас. Наверняка многие уже видели новые концептуальные планшеты, телефоны, компьютеры, которые гнутся. Что же наделило их такими способностями?
Естественно, гнуться могли и предыдущие, но ведь это влияло на их работоспособность, а сейчас — это норма.
Два превосходных материала изменили ход развития электроники и имя им — нанотрубки и графен.
Нанотрубка – это комплекс разнообразных цилиндрических трубок толщиной всего в один-два атома, и имеют они просто поражающие воображение свойства. Примером этих свойств может быть переменная проводимость. Нет, это не минус данных нанотрубок, ибо изменяется она, строго завися от положения. Если быть точнее, то когда нанотрубка в прямом положении, то она проводник, а когда в согнутом, тогда — полупроводник. Также это зависит от формы нанотрубки. А это означает, что если вам нужно и проводник и полупроводник, то вам это может обеспечить один материал. Нанотрубки могут преподнести нам уникальные физические и визуальные свойства, а если говорить точнее, то они дают гибкость и прозрачность. Так как нанотрубки отличаются высокой подвижностью, то свет проходит через тонкий слой свободно, это означает, что матрицы, которые являются опытными с интегральными схемами, спокойно можно сгибать, и они не будут терять свои электронные возможности.
Как это относится к отрасли компьютерной техники и гаджетов? Самым прямым способом.
Скоро в широкую продажу попадут портативные компьютеры и ноутбуки, которые можно носить как газету. Их можно будет носить в кармане или в рюкзаке, а потом просто разгладить и работать на них. Потери функционала, естественно, не будет.
Вторым чудесным материалом является графен. Он имеет непостижимую способность проводить ток, и может быть как шикарным полупроводником, так и проводником. Этот материал может выдержать огромные нагрузки, которые стремятся разорвать либо прогнуть его. Как вы поняли из названия, у графена тот же молекулярный состав, как и у графита, но свойства отличаются в корне.
Все эти данные показывают перспективность изучения данного направления в высшем учебном заведении и написания дипломной работы по наноэлектронике.
Как уже понятно, изучать наноэлектронику — это означает сделать вклад в свое будущее и в человечество. А тому, кто изучает, понадобится писать курсовые работы по наноэлектронике, будет нелегко. Насколько этот раздел интересен для изучения, настолько же он и непрост, и потому работу лучше заказать, ибо с заказанной работой вы, в огромное количество раз, эффективнее изучите нужную вам тему.
Если вам задали реферат или контрольную работу, тоже не печальтесь, ибо и их тоже можете заказать.
Заказать лучше у нашей компании, ибо именно мы гарантируем качество и безупречность работ. Эти слова подтверждают 8 лет работы на этом рынке услуг и исключительно положительные отзывы клиентов, которых мы искренне любим и уважаем. Также у нас есть офис в реальном мире и отлично слаженная команда истинных мастеров своей профессии.
fiziku5.ru
Реферат на тему:
Наноэлектроника — область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных электронных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нанометров.
Термин «наноэлектроника» логически связан с термином «микроэлектроника» и отражает переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области. Этот процесс развития технологии отражает эмпирический закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые полтора-два года.
Однако принципиально новая особенность наноэлектроники связана с тем, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты. Появляется новая номенклатура свойств, открываются новые заманчивые перспективы их использования. Если при переходе от микро- к наноэлектронике квантовые эффекты во многом являются паразитными, (например, работе классического транзистора при уменьшении размеров начинает мешать туннелирование носителей заряда), то электроника, использующая квантовые эффекты, — это уже основа новой, так называемой наногетероструктурной электроники.
В России ситуация с развитием наноэлектроники является неоднозначной. Микроэлектроника по сравнению с передним мировым фронтом в России развита достаточно слабо. В наноэлектронике Россия сохранила преимущества, которые были у Советского Союза. Это касается таких областей, как СВЧ-техника, инфракрасная техника, излучательные приборы на основе полупроводников. Россия является родиной одного из наиболее значимых электронных приборов — полупроводникового лазера, за который получил Нобелевскую премию академик Жорес Алфёров.
Во многих областях наноэлектроники стартовые позиции у России достаточно неплохие. На полупроводниковых наногетероструктурах с двумерным электронным газом основывается, например, сотовая связь. Здесь Россия не в лидерах, но сделанные ранее разработки в областях СВЧ, фотоприёмников, излучательных структур, солнечных батарей, силовой электроники и сейчас на очень хорошем уровне.
Государственные компании и программы
Ведущими разработками в области наноэлектроники в России занимаются:
— Национальный исследовательский университет Московский государственный институт электронной техники (технический университет)
— ФГУП «НИИ физических проблем им. Ф. В. Лукина».
— ФГУП Российский научный центр «Курчатовский институт»
Данные организации назначены головными в отрасли нанотехнологий по таким направлениям, как наноинженерия, наноэлектроника, нанобиотехнология.
Частные предприятия
АНО «Институт нанотехнологий МФК»(ИНАТ МФК) [11] — российская некоммерческая научно-производственная организация, работающая в сфере разработки и производства нанотехнологического оборудования, а также создания и практического внедрения технологий производства наноструктур и наноматериалов на их основе. Официальный сайт ИНАТ МФК http://www.nanotech.ru
ООО «АИСТ-НТ» — российская компания, созданная в Зеленограде в 2007 году. Занимается производством сканирующих зондовых микроскопов для образования, научных исследований и мелкосерийного производства.
ООО «Нано Скан Технология» — компания, основанная в Долгопрудном в 2007 году. Специализируется на разработке и производстве сканирующих зондовых микроскопов и комплексов на их основе для научных исследований и образования.
ЗАО «Нанотехнология МДТ» — российская компания, созданная в Зеленограде в 1989 году. Занимается производством сканирующих зондовых микроскопов для образования, научных исследований и мелкосерийного производства.
ООО НПП «Центр перспективных технологий» — российское предприятие, работающее в области нанотехнологий. Создано в 1990 г. Специализируется на производстве сканирующих зондовых микроскопов «ФемтоСкан», атомных весов и аксессуаров, а также на разработке программного обеспечения.
Концерн «Наноиндустрия» — интегрирующая научно-производственная компания, основанная в 2001 году. Деятельность Концерна сосредоточена на разработке конкурентоспособной нанотехнологической продукции, организации ее производства и рынков потребления.
wreferat.baza-referat.ru
Наноэлектроника – достижения и перспективы
Термин «наноэлектроника» относительно новый и пришел на смену более привычному для старшего поколения термину «микроэлектроника», под которым понимали передовые для 60-х годов технологии полупроводниковой электроники с размером элементов порядка одного микрона
Однако наноэлектроника связана с разработкой архитектур и технологий производства функциональных устройств электроники с топологическими размерами элементов на порядки меньше, не превышающими 100 нм, а иногда и 10 нм.
Уже в 70–80 годы в полупроводниковую технику вошли такие наноразмерные структуры как гетеропереходы, сверхрешетки, квантовые ямы и квантовые точки, синтезируемые на основе многокомпонентных соединений изменяющегося состава. Для их создания были разработаны соответствующие технологические процессы, представляющие собой логическое развитие и совершенствование полупроводниковой классики: эпитаксии, диффузии, имплантации, напыления, окисления и литографии. В производство электронных компонентов стали внедряться такие технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, ионно-плазменная обработка, ионно-лучевая имплантация, фотонный отжиг и многие другие.
Метод сканирующей туннельной микроскопии,изобретенный в начале 80-х, основан на квантовом туннелировании. Иглы-зонды из металлической проволоки подвергаются предварительной обработке (такой, как механическая полировка, скол или электрохимическое травление) и последующей обработке в сверхвысоковакуумной камере. Если приложить напряжение между иглой и образцом, то через промежуток потечет туннельный ток. Приложив несколько большее, чем при сканировании, напряжение между поверхностью объекта и зондом, можно добиться того, что к зонду притянутся один или несколько атомов, которые можно поднять и перенести на другое место. Прикладывая к зонду определенное напряжение, можно заставить атомы двигаться вдоль поверхности или отделить несколько атомов от молекулы. Именно так была в 1990 году сделана знаменитая надпись IBM из 35 атомов ксенона.
В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, с помощью атомно-силового микроскопа можно исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности. Кроме того, с помощью атомно-силового микроскопа можно изучать взаимодействие двух объектов: измерять силы трения, упругости, адгезии, и, так же, как и с помощью туннельного, перемещать отдельные атомы, осаждать и удалять их с какой-либо поверхности.
Следующим открытием, по мнению многих ученых, определившим облик электронных схем будущего, стало появление нанотрубок и графена.
Графен рассматривается как первый кандидат для применения в компьютерах, мониторах, солнечных батареях и гибкой электронике. В новом докладе «Углеродные нанотрубки и графен в прикладной электронике в 2011–2021 годах» IDTechEx прогнозирует, что УНТ и графеновые транзисторы станут доступными на рынке, начиная с 2015 года. По словам IDTechEx широкого применения оба материала найдут в печатной и потенциально печатной электронике, где стоимость этих устройств, которые частично будут включать эти материалы, будет достигать более $ 44 млрд в 2021 году.
Уже сейчас микроэлектронной промышленностью в опытном порядке создаются транзисторы с размером рабочих элементов 20–30 нм. Они еще способны работать с обычными электрическими сигналами.
Первые работающие прототипы нанотранзисторов созданы еще 10 лет назад. В 2001 г. IBM представила первый одноэлектронный транзистор на базе нанотрубок. По мнению специалистов из IBM Research, в идеале нанотрубкой в таком транзисторе будет заменяться только элемент доступа. При этом исток, сток и сама архитектура транзистора остаются без изменений. Одна из особенностей нанотранзистора заключается в улучшенной емкостной связи между нанотрубкой и затвором, которая усиливает донорство как электронов, так и дырок, а также распространение заряда вдоль нанотрубки на большие расстояния.
Проводящий канал транзистора (остров) отделён от стока истока туннельными барьерами из тонких слоёв изолятора, при этом размеры острова – 10 нм. Важной особенностью этого транзистора является то, что он функционирует при комнатной температуре, а, как известно, быстродействие и размеры компьютерных микросхем ограничены тем, сколько теплоты они выделяют. Это явление носит название резистивного нагрева.
Еще одной областью, в которой старые методы уступают место нанотехнологиям, является создание накопителей информации.
Одним из подходов является создание схем одноэлектронной памяти, где два-три электрона хранят один бит информации (в современной микроэлектронной памяти для хранения одного бита информации задействовано около 10.000 электронов).
Другая идея нанопамяти подсказана принципом считывания обычного патефона, в котором игла считывает аналоговую информацию. В цифровом варианте единице и нулю соответствуют ямки, выдавленные в полимерном носителе. Ширина каждой ямки – около 40 нм, а глубина – не более 25 нм. Запись осуществляется с помощью щупа высоко допированного кремниевого кантилевера путем локального разогрева – щуп выдавливает ямки в полимере. Считывание осуществляется с помощью того же щупа. Нагрев меняет электрическое сопротивление, что фиксируется и преобразуется в цифровой сигнал. Таким образом, в один квадратный сантиметр можно вместить порядка 500 гигабит информации.
Мы видим, что переход к наноэлектронике в определенной степени базируется на достижениях микроэлектроники – использование уменьшающихся до атомарных размеров транзисторов и диодов и собранных из них схем. В то же время будущее сулит новые достижения на основе новых принципов работы на уровне отдельных атомов – использование квантовых эффектов, волновых свойств электрона и других явлений наномира.
http://nanodigest.ru/…-perspektivy
www.nanonewsnet.ru
// // Исследования и разработки //
Термин «наноэлектроника» относительно новый и пришел на смену более привычному для старшего поколения термину «микроэлектроника», под которым понимали передовые для 60-х годов технологии полупроводниковой электроники с размером элементов порядка одного микрона.
Однако наноэлектроника связана с разработкой архитектур и технологий производства функциональных устройств электроники с топологическими размерами элементов на порядки меньше, не превышающими 100 нм, а иногда и 10 нм.
Главной особенностью наноэлектроники является в первую очередь не простое механическое уменьшение размеров, а то, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты, использование которых может стать очень перспективным. При переходе от микро- к наноэлектронике появляющиеся квантовые элементы зачастую мешают, например, работа обычного транзистора затрудняется из-за появления туннелироания носителей заряда, однако в новой электронике квантовые эффекты становятся основой.
Уже в 70-80 годы в полупроводниковую технику вошли такие наноразмерные структуры как гетеропереходы, сверхрешетки, квантовые ямы и квантовые точки, синтезируемые на основе многокомпонентных соединений изменяющегося состава. Для их создания были разработаны соответствующие технологические процессы, представляющие собой логическое развитие и совершенствование полупроводниковой классики: эпитаксии, диффузии, имплантации, напыления, окисления и литографии. В производство электронных компонентов стали внедряться такие технологии, как молекулярно-лучевая эпитаксия, ионно-плазменная обработка, ионно-лучевая имплантация, фотонный отжиг и многие другие.
Одной из важных вех на пути развития наноэлектроники стало создание сканирующий туннельный микроскоп и атомно-силовой микроскоп.
Метод сканирующей туннельной микроскопии,изобретенный в начале 80-х, основан на квантовом туннелировании. Иглы-зонды из металлической проволоки подвергаются предварительной обработке (такой, как механическая полировка, скол или электрохимическое травление) и последующей обработке в сверхвысоковакуумной камере. Если приложить напряжение между иглой и образцом, то через промежуток потечет туннельный ток. Приложив несколько большее, чем при сканировании, напряжение между поверхностью объекта и зондом, можно добиться того, что к зонду притянутся один или несколько атомов, которые можно поднять и перенести на другое место. Прикладывая к зонду определенное напряжение, можно заставить атомы двигаться вдоль поверхности или отделить несколько атомов от молекулы. Именно так была в 1990 году сделана знаменитая надпись IBM из 35 атомов ксенона.Что касается атомно-силового микроскопа, то он представляет собой сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения и используется для определения рельефа поверхности с разрешением от десятков ангстрем вплоть до атомарного.
В отличие от сканирующего туннельного микроскопа, с помощью атомно-силового микроскопа можно исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности. Кроме того, с помощью атомно-силового микроскопа можно изучать взаимодействие двух объектов: измерять силы трения, упругости, адгезии, и, так же, как и с помощью туннельного, перемещать отдельные атомы, осаждать и удалять их с какой-либо поверхности.
Следующим открытием, по мнению многих ученых, определившим облик электронных схем будущего, стало появление нанотрубок и графена.
Нанотрубка представляет собой цилиндрическую структуру толщиной в несколько атомов, которая в зависимости от размера и формы может обладать проводящими либо полупроводниковыми свойствами. Например, если трубка прямая, она является проводником, а если скручена или изогнута — полупроводником. Нанотрубки могут придать электронным схемам революционные механические и оптические свойства, или, говоря простым языком, сделать электронику гибкой и прозрачной. Нанотрубки более подвижны и не задерживают свет в тонком слое, так что опытные матрицы с интегральными схемами можно изгибать без потери электронных свойств. Оптимисты предсказывают, что не за горами день, когда ноутбук можно будет носить в заднем кармане джинсов, потом, сев на скамейку, развернуть до размера газеты, причем вся его поверхность станет экраном высокого разрешения, а после этого снова свернуть и, скажем, превратить в браслет на запястье.
Графен - один из самых известных видов материалов, при создании которых использовались нанотехнологии. Графен – двумерный кристаллический углеродный наноматериал, который можно представить себе как пластину, состоящую из атомов углерода. Данный материал обладает уникальными токопроводящими свойствами, которые позволяют ему служить как очень хорошим проводником, так и полупроводником. Кроме того, графен чрезвычайно прочен и выдерживает огромные нагрузки, как на разрыв, так и на прогиб. В настоящее время графен получают путем отшелушивания чешуек от частиц графита, однако существуют разработки, позволяющие получать данный материал в промышленных масштабах. Данный материал впервые получен и открыт группой российских ученых из Манчестерского университета.
Графен рассматривается как первый кандидат для применения в компьютерах, мониторах, солнечных батареях и гибкой электронике. В новом докладе «Углеродные нанотрубки и графен в прикладной электронике в 2011-2021 годах» IDTechEx прогнозирует, что УНТ и графеновые транзисторы станут доступными на рынке, начиная с 2015 года. По словам IDTechEx широкого применения оба материала найдут в печатной и потенциально печатной электронике, где стоимость этих устройств, которые частично будут включать эти материалы, будет достигать более $ 44 млрд в 2021 году.
Изобретение транзистора в 1947 привело к бурному развитию транзисторных полупроводниковых технологий, которые легли в основу современной электроники. За полвека транзистор уменьшился примерно в сто тысяч раз по линейному размеру и в 1010 раз — по массе и сегодня мы наблюдаем появление нанотранзисторов, то есть транзисторов, размеры которых исчисляются нанометрами. Уже сейчас микроэлектронной промышленностью в опытном порядке создаются транзисторы с размером рабочих элементов 20–30 нм. Они еще способны работать с обычными электрическими сигналами.
Однако, при таком радикальном уменьшении линейных размеров происходит реальное изменение качества работы, так как свойства самих электрических сигналов в наномире оказываются существенно иными, нежели в микромире. Электрический ток теперь нельзя представлять в виде некоего подобия «электрической жидкости» или «электронного газа», протекающих через управляемый вентиль, поскольку в наномире на первый план выходит квантованность электрического заряда.
Первые работающие прототипы нанотранзисторов созданы еще 10 лет назад. В 2001 г. IBM представила первый одноэлектронный транзистор на базе нанотрубок. По мнению специалистов из IBM Research, в идеале нанотрубкой в таком транзисторе будет заменяться только элемент доступа. При этом исток, сток и сама архитектура транзистора остаются без изменений. Одна из особенностей нанотранзистора заключается в улучшенной емкостной связи между нанотрубкой и затвором, которая усиливает донорство как электронов, так и дырок, а также распространение заряда вдоль нанотрубки на большие расстояния.В то время, как одни исследователи видят будущее наноэлектроники за углеродными материалами, другие работают с традиционным кремнием. Ученые Кембриджского университета и Японской научно-технической корпорации (Токио) разработали одноэлектронный транзистор. Материалом для острова транзистора служит отдельный кластер аморфного кремния. Проводящий канал транзистора (остров) отделён от стока истока туннельными барьерами из тонких слоёв изолятора, при этом размеры острова – 10 нм. Важной особенностью этого транзистора является то, что он функционирует при комнатной температуре, а, как известно, быстродействие и размеры компьютерных микросхем ограничены тем, сколько теплоты они выделяют. Это явление носит название резистивного нагрева.
Совсем недавно, в 2011 году, физики из Техасского университета в Далласе (UT Dallas) собрали полевой транзистор из нанопроводов. Диаметр нанопроводов, изготовленных методом литографии, составляет всего 3-5 нм. В устройстве нет легированных полупроводниковых переходов и тем не менее его работа показывает высокую подвижность дырок, хорошую плотность тока, низкий ток утечки и целый ряд других привлекательных свойств.
Еще одной областью, в которой старые методы уступают место нанотехнологиям, является создание накопителей информации.
Возможности современных накопителей информации приближаются к своему пределу и в этой связи чрезвычайно актуальной является проблема создания накопителей, работающих на новых принципах. Идеи из области нанотехнологий обращаются к различным физическим принципам. Одним из подходов является создание схем одноэлектронной памяти, где два-три электрона хранят один бит информации (в современной микроэлектронной памяти для хранения одного бита информации задействовано около 10.000 электронов).
Эффект хранения информации в ячейке памяти создается за счет нескольких туннельных переходов, которые определенным образом коммутированы с конденсатором хранения информации. Активными элементами выступают органические молекулы, расположенные в перекрестиях двойной ортогональной сетки перекрещивающихся печатных проводников.
Другая идея нанопамяти подсказана принципом считывания обычного патефона, в котором игла считывает аналоговую информацию. В цифровом варианте единице и нулю соответствуют ямки, выдавленные в полимерном носителе. Ширина каждой ямки – около 40 нм, а глубина – не более 25 нм. Запись осуществляется с помощью щупа высоко допированного кремниевого кантилевера путем локального разогрева – щуп выдавливает ямки в полимере. Считывание осуществляется с помощью того же щупа. Нагрев меняет электрическое сопротивление, что фиксируется и преобразуется в цифровой сигнал. Таким образом, в один квадратный сантиметр можно вместить порядка 500 гигабит информации. Совсем недавно ученые из Тайваня и университета Калифорнии сообщили о разработке разработала памяти на базе наноточек, которые располагаются на слое изолятора и покрыты металлическим слоем, играющем роль затвора. Запись и считывание ведутся с помощью свехркоротких вспышек зеленого лазера, который выборочно активирует определенные участки металлического слоя, создавая затвор над определенной наноточкой. Скорость записи и стирания информации у такого запоминающего элемента в 50–100 раз выше, чем у современных устройств.
Мы видим, что переход к наноэлектронике в определенной степени базируется на достижениях микроэлектроники – использование уменьшающихся до атомарных размеров транзисторов и диодов и собранных из них схем. В то же время будущее сулит новые достижения на основе новых принципов работы на уровне отдельных атомов – использование квантовых эффектов, волновых свойств электрона и других явлений наномира.
nanodigest.ru
