淺談納米電子技術的發展與趨勢的論文
納米電子技術指的是在微小的尺度上研究電子運行的規律,分析電子運動的特徵,並將其應有到實際生活中的一門技術,運用這些規律製作電子元件。納米電子元件的速率非常得高,可以在高度集成化的器械中使用,而且能耗低,具有一定的節能效果,現在被廣泛地應用於信息技術領域,已經成為信息技術產業的關鍵技術。
1 納米電子技術研究的意義
1.1 納米電子技術是微電子技術發展的基礎
根據相關的數據統計,在微電子技術中使用的硅基在幾十年後就會演變成極小的體積,而且能夠表現出較強的量子功能,微電子技術在速率上提高得非常快,已經朝着集成化的方向發展,其成本也在降低,而且微電子技術的可靠性進一步得到完善,這些演變都離不開納米技術的發展,以後的電子器件的速率會越來越快,而且價格會越來越低,這些都要依靠納米電子技術。
1.2 納米電子技術能夠促使更多信息元件的研發
納米電子技術具有很強的表面效應和量子尺寸效應,其能夠開發出信息的結構,能夠對信息進行大容量的存儲,對信息進行及時的處理,能夠使一些新的器件得到開發,能夠運用新的技術來改善傳統技術的不足之處,納米電子技術在催生新的電子技術的時候,結合自身特有的物理功能,能夠將機械和電子技術融合,催生了光電系統的產生。
1.3 納米電子技術能夠促進量子計算
納米電子技術的產生可以促進大量元件的產生,能夠藉助納米電子技術研發出新的電子晶體管,能夠實現計算機通信系統的集成化設計,具有半導體的特點,能夠以最迅速的時間對信息進行讀取和儲存。
2 納米電子技術的研究動態和核心技術
納米電子技術的研究動向主要有基礎的理論知識、材料、電子元件和電子系統等,以及一些附加的加工技術。納米電子技術能夠實現元件加工的集成化處理,能夠按照順序進行集成化的加工,在對元件進行加工的時候,一般採用的是半導體材料,將固定的電子器件和集成電路結合起來,通過高速率的條件,生產出所需要的納米材料,然後形成一定的功能,最終形成大規模的電路。
納米電子技術在研發完成後需要測試,待測試通過後就可以投入使用,對元件的結構和性能進行分析,運用顯微鏡等器材分析納米電子材料的微觀結構,然後實現精確的測量,使納米電子材料能夠在大型的器械中使用。也可以運用電學原理,通過對納米電子材料信號的測試,藉助半導體的測試,運用顯微鏡進行掃描,這種測試方法可以起到抗干擾的效果,即使納米電子材料的電流比較微弱、環境比較複雜,也可以進行精確的測試。
3 納米電子技術的發展方向和趨勢
現在,很多國家都在極力開發納米電子技術,將這項技術應用到生活中,通過研究納米材料、元件和系統,從而促進這項技術的發展。
3.1 新型的電子元件
現在,納米技術的研發越來越多,很多新型的電子元件出現,在世界範圍內都開始研究納米技術,美國耶魯大學和韓國的很多高校聯合研究了分子晶體管,相繼美國高校又開始研發納米處理系統,實現了自動的編程技術,這表明今後的計算機發展會朝着納米技術的方向發展,然後,美國的科學家勞倫斯又通過不斷的實驗探究出了納米電子系統,將這一系統與生物技術結合起來,能夠實現對三磷酸腺苷的控制和驅動,同時將生物技術與納米電子晶體管聯合使用,將人體的神經系統能夠得到有效的連接,實現了無縫的電子界面。通過運用顯微鏡技術,能夠觀察原子的動態,研發出了以量子為單位的晶體管,這樣的設備可以通過人工來製造,結合半導體技術,研發出納米晶體管,納米電子晶體管朝着能耗低、高效率的方向發展。
在今後的幾十年內,電子技術的發展會越來越迅速,很多電子元件將會被研發出來,能夠提升數據存儲的效率,同時能夠促進計算機技術的發展。
3.2 石墨烯
現在,對石墨烯技術的研發還是比較多的,碳基的功能比較好,比硅基要優質,石墨烯在2000 年在英國被研製出來,這種物質是由碳原子構成的,通過單層的'碳原子結合而成的,是一種碳化的新型的材料,是構成其他碳質材料的基礎材料,其硬度很大,而且只有一層碳基構成,比較輕薄。石墨烯能夠實現高速率的載流,而且能夠對帶寬的速率進行調控,能夠使半導體呈現出更多的電學特徵,而且其能夠與硅基兼容,在器械上可以同時使用碳基和硅基。
3.3 碳納米管
碳納米管是1990 年在日本研製出來的,其拓撲的結構比較特殊,其性能優質,而且具有很好的導電性能,碳納米管是納米電子技術的重要分支之一,其具有很好地開發前途,能夠實現很好的金屬性能,能夠實現金屬性能與半導體性能的結合,而且這種納米管比較輕,可以按照順序集成大規模的電路,可以實現計算機的納米化性能。現在,已經有相關的研究分析納米管形成的整個過程,碳納米管的形狀比較小,而且能夠提高運行的效率,比其他的材料能夠提速30%,具有很好的應用前景,能夠降低能耗,實現電路的集成化,也可以構成交叉的開關,其體積比較小,而且不會受到外界環境的干擾,能夠進行高速率的運算,存儲容量大。
4 結語
現在,納米技術發展得非常得迅速,所以,我國應該根據自身發展的情況,發展納米技術,加大納米技術的研發,使納米技術可以廣泛地應用於人們的生活和生產,促進我國信息技術的進一步完善,在研究納米技術理論的基礎上,加強研發的實踐力度,抓住納米技術的規律,尤其要研發石墨烯和納米材料等,強化納米材料的加工流程,促進量子計算,研究新型的電子元件,使微電子技術的可靠性進一步得到完善,從而使我國的電子技術朝着更加微型和高速的方向發展,促進我國電子技術的改革。
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