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碳納米管制成的微處理器面世
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英國《自然》雜誌28日發表了一項計算科學最新進展:美國麻省理工學院團隊利用14000多個碳納米管電晶體,製造出16位元微處理器,並生成這樣一條資訊。其設計和製造方法克服了之前與碳納米管相關的挑戰,將為先進微電子裝置中的矽帶來一種高效能替代品。

電子器件中所用的矽電晶體正達到一個臨界點,無法進行有效擴展以推動電子學的進步。而碳納米管是一種潛在的可用于製造高效能器件的替代材料,又名巴基管,重量很輕,結構特殊——主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。目前碳納米管已經表現出優異的力學和電學性能,但其自身的缺陷和可變性,限制了這些微型碳原子圓柱體在大規模系統中的應用。

此次,麻省理工學院科學家馬克斯·舒拉克及同事設計和構建了一種碳納米管微處理器,來解決這類問題。他們利用一種剝落工藝防止碳納米管聚合在一起,以防電晶體無法正常工作。此外,通過精細的電路設計,減少了金屬型碳納米管而非半導體型碳納米管的數量,後者的存在不會影響電路的功能,從而克服了和碳納米管雜質相關的問題。

研究團隊將該微處理器命名為“RV16X-NANO”,並在測試中成功執行了一個程式,生成資訊:“你好,世界!我是RV16XNano,由碳納米管制成。”

研究人員總結稱,鑒於這個微處理器的設計和製造採用了行業標準,因此這項研究為超越矽的電子學指明了一個富有前景的發展方向。

總編輯圈點。
一直以來,人們都預測矽在晶片領域的主導地位可能會終結于碳納米管之手。因為與傳統電晶體相比,後者體積更小、傳導性更強,還支援快速開關,性能和能耗表現都遠遠好于傳統矽材料。但多年來,碳納米管一直未能走上實際應用之路,原因之一是它的生長方式並不願意“受人控制”;其二是雜質問題,只要存在少量金屬性碳納米管,就會損害整個處理器的性能。現在,儘管我們深知碳納米管替代傳統矽電晶體的日期仍需以10年為單位計算,但最重要的一步已經邁出,其給晶片領域帶來的革命,指日可待。

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