IBM再创奇迹！碳纳米管迈出取代硅第一步
本帖最后由 天道无极 于 2012-11-1 16:46 编辑http://news.mydrivers.com/1/245/245138.htm
蓝色巨人IBM的科学家们再次展示了他们雄厚的科研实力：历史上第一次，使用标准的主流半导体工艺，将一万多个碳纳米管打造的晶体管精确地放置在了一颗芯片内，并通过了可行性测试。
多年来，人们一直期望找到一种新的材料，可以替代传统芯片中的硅，从而更深入地推进半导体制造工艺，获得更小、更快、更强的计算机芯片，IBM则迈出了用碳纳米管在此领域投入商业化应用的第一步。
作为一种半导体材料，碳纳米管有着很多优于硅的天然属性，特别适合在几千个原子的尺度上建造纳米级晶体管，其中的电子也可以比硅晶体管更轻松地转移，实现更快速的数据传输，纳米管的形状也是在原子尺度上组成晶体管的上佳之选。
IBM的成果证明了，人们可以在预定的基底位置上用大量的碳纳米管晶体管蚀刻集成电路，其中隔离半导体纳米管、在晶圆上放置高密度碳材料设备尤为关键，因为最终商业性芯片是需要集成数以几十亿晶体管的。
在此之前，科学家们只能同时放置最多几百个碳纳米管，远远无法投入商业化。IBM则利用离子交换化学理论研究出了一种全新的方法，能够精确、可控地在基底上按顺序放置大量的碳纳米管，密度达到了每平方厘米大约十亿个，比之前的成果提高了两个数量级。
IBM首先给碳纳米管涂上一种表面活性剂(想象成使之更易溶于水的“肥皂”)，然后用化学处理过的氧化铪(HfO2)和二氧化硅(SiO2)制作基底，其中沟槽部分使用氧化铪，再将基底放到碳纳米管溶液里，纳米管就会通过化学键附着到氧化铪沟槽里，而基底的其他部分仍然是“干净”的，最终得以在单个芯片上制造上万个晶体管。
由于这种方法兼容标准的半导体制造工艺，大规模拓展和测试也更加简单。当然了，这仍然是万里长征的第一步，碳纳米管究竟何时能够取代硅，只能慢慢期待了。
http://news.mydrivers.com/img/20121029/0a71e0ff43cb480392c6a54a704416c3.jpg碳纳米管基底的扫描电子显微镜图像(白色尺度条的长度为2微米)
http://news.mydrivers.com/img/20121029/8cecac2a72284331a64d327a6f78da68.jpg碳纳米管阵列显微图像：横向间距200纳米，纵向间距500纳米，密度每平方厘米1亿个(白色尺度条400纳米)
http://news.mydrivers.com/img/20121029/2a872b4471104d54b1fa6b81dcbd824a.jpg碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)阵列显微图像：碳纳米管间距300纳米
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_428c581630bb42fba7f722583e627722.jpg碳纳米管结构示意图：单个原子层卷起形成，相当于人类头发宽度的千分之一
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_8a3c653e1bbc411b893ef7b4848845fa.jpg给碳纳米管涂上表面活性剂，使之溶于水
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_c6d08a68be384eba9019612b17015751.jpg氧化铪和二氧化硅组成的基底：沟槽中的“立柱”是起连接作用的化学键
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_4a139bcc2a48403792d38411de1ad8ac.jpg基底浸入碳纳米管溶液，通过化学键结合
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_4a480ffb9b264f60851c39f2fa0e03c2.jpg碳纳米管阵列形成
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_d9cded7fb4c944228c233c972e5055ab.jpg以后的晶圆可能就是这个样子了
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_7e1e06322c3e4dd9b1b3e65d14790e06.jpgIBM的研究员Hongsik Park (应该是韩国人或者韩裔)
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_34154a59f10d44c58228a9ebd0fe16be.jpg在化学实验室内观察对比不同的碳纳米管溶液
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_15bccdd9f5764b46aa0ecbf3a104bda3.jpg碳纳米管溶液
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_657a92113d1442fb87366b6e88c11b10.jpg过滤碳纳米管溶液
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_2a09aa60e58047fe9f8e124f32024aa1.jpg以商用半导体工艺测试碳纳米管晶体管一
http://news.mydrivers.com/img/20121029/s_8a6504ac29e34fd9865a104f12ffffd7.jpg以商用半导体工艺测试碳纳米管晶体管二
（文章来源：驱动之家）
不论怎么搞，摩尔定律总是快到头了，因为我们很快就将面临只有2、3层原子的导线和晶体管，再也无法继续缩小了。而且更小的单位下，热效应更难控制。
其余的方向，用光代替电也好（光设备本身不见得比晶体管更小），使用分子计算也好（所谓的量子计算机，到现在貌似还遥遥无期），统统都面临同样的困境。
一层原子的单位晶体管或者导线，显然无法面对量子效应导致的误差（比如隧道效应，好像晶体管本身也需要这种效应的）。
gohomeman1 发表于 2012-11-1 17:12 static/image/common/back.gif
不论怎么搞，摩尔定律总是快到头了，因为我们很快就将面临只有2、3层原子的导线和晶体管，再也无法继续缩小 ...
似乎量子计算靠得是粒子（如电子）的自旋！！
又见中国人...如果中国government扶持这些人回国创业，美国就会被掏空的。
park 是韩国人的姓氏 ，朴。 sonic5188 发表于 2012-11-1 17:35 static/image/common/back.gif
又见中国人...如果中国government扶持这些人回国创业，美国就会被掏空的。
不用扶持，建好市场就行，貌似这个阻力很大
这个和石墨烯技术，都是推动电子产业发展的金钥匙。。。 纳米技术是人类迈向下一个阶段的钥匙，尤其是纳米机器人的自我复制，将打破现有工业制造，实现微观物质直接构造宏观物质的神奇突破，效率更是几何级的提升，在一阵闪光后就可以得到成品。而且产品里每一个原子都不是多余的，都有各自的功能。当然，一分价钱一分货，这需要极大的能量投入，应该需要核聚变提供能源支持。 不结实怎么办？几千个原子的厚度，加点热，不就分崩离析啊。
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