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        納米電子技術(shù)分析及發(fā)展分析

        2018-12-21 17:56:24胡曉慶中通服建設(shè)有限公司
        數(shù)碼世界 2018年9期
        關(guān)鍵詞:電子元件微電子集成化

        胡曉慶 中通服建設(shè)有限公司

        引言

        納米技術(shù)即Nanoteeholuy,是指在微小的空間上研究電子運(yùn)行規(guī)律并分析電子運(yùn)動(dòng)的特征,并加工材料,制造出具有特殊功能的產(chǎn)品,將其應(yīng)用到實(shí)際生活中的一種技術(shù),納米電子技術(shù)是由微米電子技術(shù)發(fā)展而來的,其核心就是納米電子學(xué),納米技術(shù)在本世紀(jì)已是科技研究的重點(diǎn)對(duì)象,被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)人類的生活和科技的發(fā)展有著十分深遠(yuǎn)的影響。

        1 納米技術(shù)的起源

        在20世紀(jì)初期,出現(xiàn)了很多劃時(shí)代的重大發(fā)明,其中電子產(chǎn)品和人們生活是息息相關(guān)的,并且有著重大深遠(yuǎn)的影響,隨著微電子技術(shù)不斷的發(fā)展,許多電子器件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到了一個(gè)發(fā)展的瓶頸,但是人們對(duì)于電子元件的成本、尺寸,功率、穩(wěn)定性要求卻越來越高,想要在這方面取得突破絕非易事,微電子技術(shù)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn),為了微電子技術(shù)在成本、尺寸、功率、和穩(wěn)定性上能夠取得突破,就必須引導(dǎo)電子器件向納米方向發(fā)展,這就產(chǎn)生了納米電子技術(shù),納米技術(shù)可以在高度集成化的電子器件中使用,而且速度更快,耗能更低,可以有效的提升功率,也具有一定的節(jié)能效果。

        2 納米電子技術(shù)研究的意義

        2.1 納米電子技術(shù)可以促進(jìn)信息元件研發(fā)

        納米電子技術(shù)本身具有很強(qiáng)的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng),可以改變信息的結(jié)構(gòu),加大對(duì)信息的存儲(chǔ)量,使一些新的電子器件的到開發(fā),運(yùn)用新納米電子技術(shù)彌補(bǔ)原有技術(shù)的不足,納米電子技術(shù)在結(jié)合自身特有的物理功能,可以將機(jī)械和電子技術(shù)融合,衍生出光電系統(tǒng)。納米電子技術(shù)的產(chǎn)生也可以加大電子元件的產(chǎn)生,可以借助納米電子技術(shù)研制出新的電子晶體管,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通行系統(tǒng)的集成化設(shè)計(jì),具有半導(dǎo)體的特征,能夠以最短的時(shí)間對(duì)信息讀取和儲(chǔ)存。

        2.2 納米電子技術(shù)是微電子技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)

        根據(jù)相關(guān)的調(diào)研數(shù)據(jù)表明,在微電子技術(shù)中使用的硅基在若干年以后體積會(huì)逐漸的變小,并且能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的量子功能,微電子技術(shù)在功率上提升的很快,正在向集成化的方向飛速發(fā)展,以后的電子器件的速率加快和成本的越來越低,這些這些演變都離不開納米技術(shù)的發(fā)展。

        3 納米電子技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)和核心技術(shù)

        隨著納米電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,納米電子技術(shù)的研究動(dòng)向主要有理論知識(shí)、材料、電子元件和電子系統(tǒng)等等,納米電子技術(shù)主要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)元件加工的集成化處理,可以按照順序進(jìn)行集成化加工,在進(jìn)行元件加工的時(shí)候,采用半導(dǎo)體材料,將電子元件和集成電路相結(jié)合,通過高速率生產(chǎn)出所需要的納米材料,最終形成大規(guī)模的電路,納米電子技術(shù)在研發(fā)成功后需要通過測(cè)試才可以投入使用,測(cè)試時(shí)要對(duì)電子元件的機(jī)構(gòu)和功能進(jìn)行分析,可以使用高倍顯微鏡的等工具分析納米電子材料的結(jié)構(gòu),進(jìn)行精確的測(cè)量,讓納米電子材料在大型的機(jī)械中也可以使用,當(dāng)然,也可以使用電學(xué)原理,通過納米電子材料信號(hào)的測(cè)試,運(yùn)用顯微鏡掃描,這種測(cè)試的方法可以起到抗干擾作用,即便納米電子材料的電流微弱,環(huán)境復(fù)雜,也可以進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)試。

        4 納米電子技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

        4.1 石墨烯

        目前,對(duì)于石墨烯的研究還是比較多的,石墨烯在2000年被英國研制出來,是一種碳化的新型材料,石墨烯是由碳原子組成,通過單層的碳原子結(jié)合而成,是構(gòu)成其它碳化材料的基礎(chǔ)材料,輕薄且硬度很大,只有一層碳基構(gòu)成,碳基的功能比較好,比硅基還要優(yōu)質(zhì),石墨烯可以實(shí)現(xiàn)高功率的載流,對(duì)帶寬的速率進(jìn)行調(diào)控,讓半導(dǎo)體呈現(xiàn)出更多的電學(xué)特性,而且還可以和硅基兼容,在元件上可以同時(shí)的使用碳基和硅基。

        4.2 納米生物電子學(xué)

        在納米電子學(xué)中有一向重要的科目,為納米生物電子學(xué),美國科學(xué)家勞倫斯將納米電子系統(tǒng)和生物技術(shù)結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)了對(duì)三磷酸腺苷的控制和驅(qū)動(dòng),同時(shí)將生物技術(shù)與納米電子晶體管聯(lián)合使用,將人體的神經(jīng)系統(tǒng)能夠有效的連接,實(shí)現(xiàn)了無縫的電子界面。在生物芯片中運(yùn)用到納米電子技術(shù),進(jìn)而研制出更加先進(jìn)的電子產(chǎn)品,例如納米機(jī)器人,納米機(jī)器人的尺寸特別的小,可以注入進(jìn)人體的血管中,對(duì)人身體內(nèi)的有害物質(zhì)進(jìn)行清除,這一技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合對(duì)于人類醫(yī)學(xué)發(fā)展起到了十分重大的突破,對(duì)于納米電子技術(shù)的發(fā)展也是一項(xiàng)重要的成果。

        4.3 碳納米管

        碳納米管是1990年日本研制出來的,碳納米管是納米電子技術(shù)的重要分支之一,具有很好的導(dǎo)電性能,其結(jié)構(gòu)比較特殊,但性能卻很好,可以實(shí)現(xiàn)金屬性能與半導(dǎo)體性能的結(jié)合,很好體現(xiàn)出其金屬性能,具有很好的研發(fā)前途,而且,這種碳納米管比較輕,能夠按照順序集成大規(guī)模的電路,有助于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的納米化性能,根據(jù)相關(guān)的調(diào)查分析顯示,碳納米管能夠提高運(yùn)行的效率,而且形狀還小,和其它的材料相比,可以比其它的材料提升百分之三十的速率,降低能耗,實(shí)現(xiàn)電路的集成化,所以,碳納米管有著很好的應(yīng)用前景與發(fā)展,也可以構(gòu)成交叉開關(guān),其體積比較小,不會(huì)受到外界環(huán)境的干擾,可以靜心高功率的運(yùn)算,儲(chǔ)存容量大,在今后得發(fā)展中,電子計(jì)時(shí)的發(fā)展會(huì)越來越快,更多的電子元件也會(huì)被開發(fā)出來,能夠更好的提升數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的效率,同時(shí)也能更好的加快計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。

        5 結(jié)語

        目前,納米電子技術(shù)迅速發(fā)展,所以,我國也應(yīng)該根據(jù)自身的發(fā)展情況發(fā)展納米電子技術(shù),提高對(duì)納米電子及時(shí)的重視,加大對(duì)納米電子技術(shù)的研發(fā),使納米技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用到人們的日常生活和生產(chǎn)中,以此來促進(jìn)我國信息技術(shù)的完善,由于納米電子技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),納米電子及時(shí)的應(yīng)用時(shí)人類科學(xué)及時(shí)發(fā)展與研究的一個(gè)必然的趨勢(shì),所以,在研究納米技術(shù)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,要加強(qiáng)研發(fā)的實(shí)踐力度,尤其是對(duì)研發(fā)的石墨烯和納米材料等,要加強(qiáng)納米材料的加工流程,研制出新型的電子元件,使微電子技術(shù)的可靠性進(jìn)一步的得到完善,使我國的電子技術(shù)可以朝著更加微型和更加高速的方向發(fā)展,促進(jìn)我國電子技術(shù)的改革。

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