晶體(tǐ)管不斷縮(suō)小,以使一個芯片上可(kě)以排列更多。但(dàn)隨著(zhe)晶體管變(biàn)得越來(lái)越細小,在狹窄的空間裏就會浪費更多電力、產生更多(duō)熱量。而研究表明,碳納(nà)米(mǐ)管能(néng)非常有效地指揮和控製電力。加州大學伯克利分校電子電路及係統的世界級專家拉貝艾說(shuō):“碳納米管一直被認為是矽晶體(tǐ)管潛在的繼任者。毫(háo)無疑問,這項研究將引導(dǎo)研究人員去探索如(rú)何(hé)在未來10年開發(fā)出(chū)更小、更高效節能的處理器。”
大約15年前,碳(tàn)納米管(guǎn)首次被製成晶體管(guǎn),在數字電子係(xì)統主體作開關。但是,其固有(yǒu)的兩個缺陷一直阻撓著其(qí)實際運用,現在,研究團隊采取(qǔ)雙管(guǎn)齊下的辦法將(jiāng)其攻克。
斯坦福大學電氣工程師和計算機(jī)科學家米特拉教授介紹說,首(shǒu)先,碳納米管不是(shì)以整(zhěng)齊、平行線的方式(shì)生長,若嚐試在晶片上將其排列(liè)就會得到“一(yī)碗麵”。研究人員使99.5%的碳納米管對齊建(jiàn)立芯片,並設計了一個巧妙的算法繞過(guò)餘下0.5%歪斜的部分;碳納米管第二個(gè)缺陷是其內(nèi)持續導電的“金屬纖維”,其不像其他半導體可(kě)以關掉電流。為(wéi)了(le)抹去這些“劣跡”元素,他們(men)關掉了所有(yǒu)“好的”碳納米管,然後給餘下“壞的”泵滿電,直至氣化。結果便得到一個有(yǒu)效的電路。
他們利用這種“不受缺陷影(yǐng)響的設(shè)計”組裝了(le)具有178個晶體管的基礎計(jì)算機。該碳納米管計算機可執行一些如計數和(hé)數字排序等任務;運行一個基(jī)本的(de)操(cāo)作(zuò)係統。
瑞士洛桑聯邦理工學(xué)院電氣工程學院主任喬瓦尼?德?米凱利教授強調了這一世界(jiè)性成就的兩個關鍵技術貢獻:首先,將基於碳納米管(guǎn)電路的製造過程落(luò)實到位。其次,建立了一(yī)個簡單而有效的電路,表明使用碳納米管計算是可行的。下一代芯片設計研(yán)究(jiū)聯盟、伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校納雷什教授評價道,雖然碳(tàn)納米管(guǎn)計算機可能還需要數年時間才趨於成熟,但這一突破已經凸顯未來碳納米管半導體以產業規模生產的可能性。
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