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科研人员已经实验了微集成电路的奇异物质,可以代替硅的奇妙原料

日期:2021-4-6 类别: 阅读:182 (来源:互联网)

在曼彻斯特学校,科研人员建立了一种清洁的机械设备,将二维材料层叠在一起。PlaygroundGlobal的风险投资者PeterBarrett表示,他的项目投资于下一代微集成电路和原材料科研企业。PeterBarrett先生说,此外,硅集成电路的新奇应用,如量子计算机和模仿人脑的神经系统形状计算,将促进技术工程师将硅引向一定的物理极限,并在整个过程中为未来的发展趋势借水行舟。

硅很棒。

从最初的计算机主机到袖珍高性能计算机(大家称之为智能计算机),电子计算的蓬勃发展证实了硅的非凡使用价值,其发展趋势已经超过70年。

如果我们适当配置硅并将其形成晶体三极管,它不仅可以作为导电体,还可以作为导电体和绝缘体,这取决于你需要经历的正电荷。这是所有数据改革的基础,包括互联网技术和从TikTok到互联网技术的一切都是基于它。

然而,硅的缺点已经突出。微集成电路的数学计算每两年可靠地翻一番,这意味着颠覆性创新(Moore‘sLaw’),但是这个运行了几十年的基本规律一直在放缓,很可能很快就会结束。根据大家所知,应用今天的方法,将原素蚀刻加工到小规格在3纳米以下的硅(如晶体三极管),基本上是不可能的。(从一个角度来看,3纳米技术的薄膜厚度可以降低到15分子。)因此,技术领域已经在寻找其他奇怪的原材料来代替旧硅,或者至少与之融合,以进一步提高硅的厚度和工作能力。

UTAustin的DejiAkinwande和一个朋友展示了一种由硅和石墨烯材料制成的原型机械设备,可以检测新冠状病毒颗粒。

物理学、有机化学和水利学最先进的科学研究人员已经对微集成电路的奇异物质进行了实验。它们含有石墨烯材料、黑磷、过渡元素二卤化和碳化硼纳米技术片。一般来说,它们被称为2-D原料,因为它们只是一个分子或两个厚平板电脑。只是20年前还不为人所知,现在它们已经在实验室按时生产制造,应用的方法包括普通搅拌器和复杂的高温液相堆积法。

科学研究的一些结果已经可以在今天销售的机械设备中找到,但预计未来十年会有大量的实用工具发挥新的作用。这将包含新颖的功能,如智能机器中的红外红外相机模式和功能齐全的功能,如速度更快10倍、输出功率更高、效率更高的微集成电路。这可以完成新的人机交互技术,如适合日常近视眼镜的增强现实技术系统软件。

听起来像幻想小说吗?其实有些是。由于各种原因,这种二维材料的许多潜在应用不容易在短时间内完成,包括将它们与当前的电子产品一起应用和集成到其中的难度系数。换句话说,每年制造数十亿台机械设备的难度系数。

为了更好地寻求帮助,科研人员必须对所有这些潜在的原材料进行分类。一支中小型军队已经努力工作,他们来自几十所大学和IBM公司,三星、TSMC、GlobalFoundries以及世界上所有其他大中型集成电路设计或制造企业。他们已经找到了理想的特性和可生产的适当组成部分,这样他们就可以可靠地生产和制造许多工作能力。

在曼彻斯特学校的极高真空系统中建立的纳米机械设备与花粉粒的的大小。

所有二维材料的爷爷都是石墨烯材料。如果我们能像魔术师校巴一样折叠自己,悬挂在它的表面上,石墨烯材料看起来就像是由氧原子制成的六边形平面图。石墨烯材料就像签名笔中的高纯石墨,只排列成平面结晶。

20世纪40年代,对其存在进行了现代化理论,但直到2004年,科研人员才对其进行了适度的生成和定性分析。(它为他们赢得了诺贝尔奖。)

石墨烯材料强,具有传热技能,已经找到了保持智能机器和充电电池清凉,延长运动产品寿命的运用。其特征与金、铜等其他导电体相似,不太可能取代硅。但是,它确实具有很多不同的特征,与传统的硅微集成ic融合应用时非常有效。

位于圣迭戈的新成立公司CardeaBio已经逐渐在市场上销售这种系统软件。其新传感器微生物自动门晶体管将生物活性分子结构(如某些抗原)附着在石墨烯材料上,石墨烯材料附着在单晶硅片上。石墨烯材料不仅是一种非常好的导电体,而且对所有可能影响导电率的接触都非常敏感。

CardeaBioCEOMichaelHeltzen说:分子生物学的美取决于技术,具有机构多样性。石墨烯材料可以将分子生物学的模拟世界转化为人们技术工程师和人们制作的系统软件,控制和收集数据信息的数据世界。

新成立的公司CardeaBio的微生物自动门晶体管可以与抗原和微生物菌种等粒子物相互影响。

老先生说,CardeaBio的系统软件现阶段已经与科研人员使用的仪器设备相匹配出售,这种集成ic有一天可以扫描液体中的特殊有机分子,也就是说,基本上所有大小不同的有机化合物都可以进入自然环境。公司宣布,作为佐治亚理工学校新项目的一部分,该新项目由英国国防安全高级科研计划局支持,已生产制造了一种AO4456传感器,该传感器可以检测空气中的新冠状病毒颗粒。一些人呼出病毒颗粒后不久,房屋建筑中的这类机械设备就能检测到SARS-CoV-2。如果行得通,最终很可能会导致系统软件能够重新编写程序来检测其他病原菌。

德克萨斯州大学奥斯汀校区科研二维材料专家教授DejiAkinwande表示,其他即将发生的石墨烯材料-硅团队合作包括纤细、超灵巧的摄像机。因为石墨烯材料能使光传感器对光的敏感性比硅制成的传感器高出100倍。此外,由于石墨烯材料的基材可以在较宽的磁感应频带范围内看到,因此可以使小型、便宜、高像素的红外摄像机成为可能,这种监控摄像机可以安装在智能机上。这种技术早已处于原型环节,可以让每个人的智能相机看到物体产生的热量。

此外,Akinwande博士研究生和朋友预测分析,到本世纪中叶,二维材料对光线的解决很可能会使我们的机械设备进行更有意义的升级。光线将是微集成ic与电子计算机内其他部件之间的快速、合理的通信方式,从而加快了电子设备在微集成ic和网络通信中被光量子替换的速度。

Akinwande博士说,二维材料很可能造成很大危害的另一个行业是将微集成电路层叠在一起,比如多层建筑。硅的局部变量已经广泛应用于闪存芯片和移动设备集成电路,而这种机械设备和移动设备集成电路中的室内空间非常珍贵,如苹果内部。

Akinwande博士研究生检查了根据石墨烯材料精确测量微生物全过程的晶体三极管阵列。

因为二维材料只有一个分子或两个厚度,可以在硅微集成电路上生长发育,也可以各自生长发育,然后小心放置。哥伦比亚大学水利学专家教授DeepJariwala表示,这与仅层叠硅层的规划方案相比有两个优势。首先,它可以重叠许多集成电路,而不容易提高集成电路的高宽比。第二个原因是一些二维材料(尤其是石墨烯材料)的实际排热效果非常好。技术工程师可以应用它们生产高混凝土地板,其运行速度比传统的微集成电路快,不易烧毁自己。

在曼彻斯特学校,科研人员建立了一种清洁的机械设备,将二维材料层叠在一起。因为这种原材料很容易被气体破坏,所以所有的实际操作都必须在真空泵房进行。

将这种顶尖的生产技术转化为世界上最大的微集成电路加工厂(由tsmc、三星、GlobalFoundries等企业运营的说白了就是芯片加工),这是将二维材料带入现实的重要因素。PlaygroundGlobal的风险投资者PeterBarrett表示,他的项目投资于下一代微集成电路和原材料科研企业。

PeterBarrett先生说:硅的成功取决于其制造性。

也许,从今天开始的几年或几十年后,一旦你对一些新颖的2-D原材料有了足够的了解,并花了几十亿美元在世界半导体行业的经营规模上发布这种原材料,其中一种或多种原材料很可能会取代硅Jariwala博士研究生说,它在每个人的电子计算机内部的一些关键应用软件中都键作用。

他填补说,这样的二维材料已经显示出期待,因为它不同于石墨烯同于石墨烯材料,是一种优秀的半导体材料,这种二维材料是二硫化钼。它已经用来建造灵活的电子产品和简单的微控制器。此外,它作为潜在硅替代品的应用范围并不孤独:它是数百种(甚至数千种)有前途的原材料家庭的一部分。像许多这种化学物质一样,它面临的挑战是制造和解决它们可能非常困难。

PeterBarrett先生说,此外,硅集成电路的新奇应用,如量子计算机和模仿人脑的神经系统形状计算,将促进技术工程师将硅引向一定的物理极限,并在整个过程中为未来的发展趋势借水行舟。

从不断变小的电子设备和破译码到云计算技术和人工智能技术,对每个人硬件配置的要求都超过了今天的技术增长率。他填补了充分的要求,加上实验室的充分进展,最终很可能证明,为了更好地将二维材料送到管理中心表演舞台,每个人支付的高额项目投资是有效的。