อุตสาหกรรม

10,000 ทรานซิสเตอร์บนชิปตัวเดียว

10,000 ทรานซิสเตอร์บนชิปตัวเดียว

[caption id = "attachment_828" align = "aligncenter" width = "640"] IBM ได้แสดงให้เห็นถึงความหนาแน่นของตำแหน่งของท่อนาโนคาร์บอนหนึ่งพันล้านต่อตารางเซนติเมตรโดยใช้แนวทางนี้ซึ่งเป็นผู้นำทางสำหรับชิปคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมาก [ที่มาของภาพ: ไอบีเอ็ม ] [/ caption]

การผลิตชิปคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมากนั่นหมายถึงคอมพิวเตอร์ที่เล็กลงเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นนั้นใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากความก้าวหน้าในการผลิตทรานซิสเตอร์ท่อนาโนคาร์บอน ที่ IBM. เป็นครั้งแรกที่ทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้มากกว่าหมื่นตัวที่ทำจากท่อคาร์บอนขนาดนาโนถูกวางและทดสอบอย่างแม่นยำในชิปตัวเดียวโดยใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์มาตรฐาน

ท่อนาโนคาร์บอน เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ประเภทใหม่ คุณสมบัติทางไฟฟ้าของพวกมันช่วยให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ง่ายและเร็วกว่าอุปกรณ์ซิลิคอนทั่วไป ท่อนาโนยังเป็นรูปทรงที่เหมาะสำหรับทรานซิสเตอร์ในระดับอะตอม การผสมผสานคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ควบคู่ไปกับสถาปัตยกรรมการออกแบบชิปใหม่หมายถึงสภาพแวดล้อมที่แข็งแกร่งสำหรับนวัตกรรมในระดับจิ๋วในทศวรรษหน้า

มีอุปสรรคในการผลิตทรานซิสเตอร์แบบท่อนาโน IBM ได้พัฒนาวิธีการเฉพาะเพื่อเอาชนะพวกมันโดยอาศัยเคมีแลกเปลี่ยนไอออน กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถจัดวางท่อนาโนคาร์บอนได้อย่างแม่นยำและควบคุมได้บนวัสดุพิมพ์ที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าการทดลองก่อนหน้านี้สองลำดับ สิ่งนี้ทำให้สามารถควบคุมตำแหน่งของท่อนาโนแต่ละอันที่มีความหนาแน่นประมาณหนึ่งพันล้านต่อตารางเซนติเมตร

[caption id = "attachment_827" align = "aligncenter" width = "649"] ท่อนาโนคาร์บอนซึ่งเกิดจากเคมีส่วนใหญ่เป็นสิ่งที่อยากรู้อยากเห็นในห้องปฏิบัติการเท่าที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ท่อนาโนคาร์บอน (ภาพในสารละลาย) ตามธรรมชาติมาจากการผสมระหว่างโลหะและสารกึ่งตัวนำ สำหรับการทำงานของอุปกรณ์ท่อชนิดเซมิคอนดักเตอร์เท่านั้นที่มีประโยชน์ซึ่งจำเป็นต้องกำจัดโลหะออกให้หมดเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดในวงจร [ที่มาของภาพ:ไอบีเอ็ม ] [/ caption]

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการรวมท่อนาโนคาร์บอนเข้ากับสารลดแรงตึงผิวซึ่งเป็นสบู่ชนิดหนึ่งที่ทำให้ละลายได้ในน้ำ จากนั้นสารตั้งต้นจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้ออกไซด์สองตัวที่มีร่องลึกที่ทำจากแฮฟเนียมออกไซด์ที่ดัดแปลงทางเคมี (HfO2) และซิลิกอนออกไซด์ที่เหลือ (SiO2). ในที่สุดสารตั้งต้นจะถูกจุ่มลงในสารละลายท่อนาโนคาร์บอนโดยที่ท่อนาโนยึดติดผ่านพันธะเคมีกับบริเวณ HfO2 และส่วนที่เหลือของพื้นผิวยังคงสะอาด

Supratik Guha ผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์กายภาพของ IBM Research สรุปความก้าวหน้าว่า "ท่อนาโนคาร์บอนที่เกิดจากเคมีส่วนใหญ่เป็นสิ่งที่น่าสนใจในห้องปฏิบัติการเท่าที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานไมโครอิเล็กทรอนิกส์เรากำลังพยายามก้าวแรกสู่เทคโนโลยีโดยการสร้างทรานซิสเตอร์คาร์บอนนาโนทิวบ์ภายในโครงสร้างพื้นฐานการผลิตเวเฟอร์แบบเดิม"


ดูวิดีโอ: การวดทรานซสเตอร (ตุลาคม 2021).