七彩神仙身体发黑处理:单原子纳米导线拯救摩尔定律

来源:百度文库 编辑:作业大巴 时间:2019/11/13 18:40:44

单原子纳米导线拯救摩尔定律

唯一 发表于2012-01-10 16:37:51

日前,澳大利亚和美国科学家组成的研究团队成功研发出一种单原子的纳米导线,其导电能力可与传统铜导线相媲美。有趣的是,这种纳米导线也许还能拯救我们熟知的摩尔定律。

用硅原子间的磷原子制成的纳米线

摩尔定律是指,集成电路(IC)上可容纳的晶体管数目,每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。由此可推测,每隔18个月,以相同价格购买的电脑,其性能将提高两倍以上。

自该定律被提出的40多年以来,就不断有更小的晶体管、导线等元件被研发出来,用以开发出更高性能的计算机。然而,当电子原件的度量尺度达到纳米级之后,出现了新的问题:随着电路尺度变小,电阻常常过大,使电荷“步履艰难”,难以流动形成电流。

所以,集成电路发展至量子级时,也出现了量子效应,即不再遵循宏观电路中的定理,使得摩尔定律的权威性岌岌可危。

然而据《科学美国人》报道, 日前,由澳大利亚和美国科学家组成的研究团队成功研发出一种单原子的纳米导线,其导电能力可与传统铜导线相媲美。据研究人员介绍,他们突破电阻瓶颈的工具,是磷原子。科研人员利用了原子精度的扫描隧道显微镜,在硅原子之间均匀安放少量磷原子,以实现电子的逐次传递,从而产生导电的效果。所制成的纳米导线宽度相当于4个硅原子,高度相当于1个硅原子。这预示着电子元件尺度降低到量子级别,有望成为现实。

该项研究的成功仅仅是投石问路,纳米导线的成功设计预示着集成电路有望降低到量子级别,不过,真正意义上量子计算机的问世还需要至少十年时间。该研究团队在首获成功之后,设定下一步的研发目标:将磷原子作为最小信息单位——就像传统计算机中的比特一样,研制出磷基量子计算机。

长嘘一口气。时过近半个世纪,摩尔定律仍旧“宝刀未老”。