世界最小电子电路诞生
来源:互联网 发布:淘宝开店要注册公司 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 20:09
一根导线上的电流可以使另一根导线上产生电流,方向可以相同,也可以相反。
这一新的发现,可以从是根本上促进开发未来电子产品。
有一组科学家,他们的领导是麦吉尔大学(McGill University)物理系的圭劳姆•热尔韦(Guillaume Gervais)和桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的麦克•李力(Mike Lilly),他们设计出世界上最小的一种电子电路。这种电路由两根线组成,两线相隔大约只有150个原子或15纳米。这一发现发表在《自然•纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志上,会极大地影响集成电路的速度和性能,未来,这种日益缩小的集成电路会用于各种产品,从智能手机到桌面电脑,电视和GPS系统等都可以。
他们的论文,题为《纳米电子学:更细观察电荷拖动》(Nanoelectronics: A closer look at charge drag),在线发表在2011年10月30日的《自然•纳米技术》杂志上。文中说,他们观察到,电荷流过一根量子线,会拖动第二根、相离量子线上的电荷,或者向前拖动,或者向后拖动,这就需要重新解释库仑拖动(Coulomb drag)。
以前他们报道过设计和制造细节,就是独立接触式垂直耦合量子线(independently contacted, vertically coupled quantum wires),采用环氧基树脂键合和一次性蚀刻(EBASE:epoxy-bond-and-stop-etch)技术。这些纳米结构的制备采用高质量砷化镓/铝砷化镓(GaAs /AlGaAs)平行双量子阱异质结构(parallel double quantum well heterostructures),进行量子线库仑拖动测量。这使我们可以研究一维结构的库仑拖动,采用小夹层分离结构,这样,拖动信号会更强,而且较少受声子拖动(phonon drag)的影响。
热尔韦研究垂直耦合一维量子线,也研究了间隔小于10 纳米的情况。
桑迪亚国家实验室研究人员说,他们观察到,两根量子线紧靠在一起时,会使量子线上电流增加25%。
这是第一次有人研究,电子电路中的导线紧靠在一起时,会如何相互作用。令人惊讶的是,作者发现,一根导线对另一根导线的作用,可以是正向的,也可以是反向的。这意味着,一根导线上的电流可以使另一根导线上产生电流,方向可以相同,也可以相反。这一发现是依据量子物理学原则,这说明,在纳米尺度下,甚至最简单的电子电路如何运行,我们也需要重新理解。
除了影响未来电子电路的速度和效率之外,这一发现也有助于解决未来计算机设计面临的一个重大挑战。这就是处理不断增加的集成电路发热。著名理论家马库斯•布提科(Markus Büttiker)推测,也许可以有一根线来利用发热损失的能量,这需要使用附近的其他导线。此外,布提科认为,这些发现将影响未来纳米电子学的基础和应用研究。
科学家们设计出世界上最小的电子电路。它是由两根线组成,两线相隔只有150个原子或15纳米。
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