Высокие технологии в электронике. Выпуск 3.1

Скачать книгу

О книге "Высокие технологии в электронике. Выпуск 3.1"

Книжка собой представляет сборник научных работ служащих и выпускников Национального исследовательского университета «МИЭТ» и касается развивающихся направленностей нанотехнологий в электронике. Нужно сказать, что любая из статей – это завершенный труд научно-исследовательского либо аналитического характера, отражающий современное состояние исследований в обсуждаемых авторами областях. Книжка будет полезна мастерам в самых разных областях микро- и наноэлектроники, а еще молодым экспериментаторам – аспирантам и студентам-магистрантам.

На этом сайте вы можете скачать книгу "Высокие технологии в электронике. Выпуск 3.1" Сборник статей бесплатно и без регистрации в формате fb2, rtf, epub, pdf, txt, читать книгу online или приобрести книгу в online-магазине.

Высокие технологии

Понятие нанотехнологий

Высокие технологии — это область, находящаяся на стыке фундаментальной и прикладной науки и техники, работающая с совокупностью теоретических обоснований, практичных методов исследования, синтеза и анализа, методов производства и использования продуктов с конкретной атомной структурой, получившейся за счёт контролируемого манипулирования отдельными молекулами и атомами.
Нанотехнология занимается изучением нанометровых объектов.

Фактический нюанс нанотехнологий состоит в производстве устройств и их элементов, которые нужны для создания, обработки и действий молекулами, атомами и наночастицами. Не обязательно при этом объект должен владеть линейным размером меньше 100 нм, он может собой представлять макрообъект, атомарная структура которого подконтрольно создаётся с разрешением на уровне атомов или содержит в себе нанообъекты.

Термин высокие технологии в намного широком смысле охватывает методы диагностики и исследований подобных объектов.

Попробуй обратиться с просьбой о помощи к преподавателям

Высокие технологии выделяются от классических дисциплин, так как на подобных малых масштабах обыкновенные нам, макроскопические технологии взаимного действия с материей очень часто непригодны. При этом микроскопические явления, которыми не берут в учет на обыкновенных масштабах, становятся существенными.
Нанотехнология , особенно ее часть — молекулярная технология являются новыми и мало исследованными дисциплинами.

Главные открытия в данной области еще понадобится сделать. Но проводимые исследования прямо сейчас дают практические результаты.

Использование в высокие технологии современных научных достижений даёт право относить её к области новых технологий.

История появления высокие технологии

Первое упоминание методов, которые в дальнейшем будут названы нанотехнологией, относится к выступлению Ричарда Фейнмана во второй половине 50-ых годов двадцатого века в Калифорнии в технологичном институте на ежегодном собрании Американского физического общества. Фейнман в собственной речи объявил, что можно механически перемещать одиночные атомы, применяя манипулятор необходимого размера, что этот процесс не противоречит знаменитым физическим законам.

По сей день не смог никто оспорить подобную возможность, но никому пока не получилось создать подобный механизм.

Задай вопрос мастерам и получи
ответ уже через 15 минут!
Первые предположения о возможности исследования разных объектов на уровне атома можно повстречать в работах Исаака Ньютона в 1704 году.
Термин «нанотехнология» первым употребил в $1974$ году Норио Танигути. Он применял этот термин при изготовлении изделий размером порядка нанометров.

Супер ЛАЙФХАК Нанотехнологии

Дальше данный термин использовал Эрик Дрекслер в собственной книге «Машины создания: грядёт эпоха высокие технологии», вышедшей в $1986$ году. Данный термин он применял для названия новой научной сфере, которую он исследовал в диссертации .
Можно считать также, что основы высокие технологии были заложены во второй половине $19$ столетия одновременно с развитием коллоидной химии. В $1857$ году Фарадеем первый раз были получены стойкие коллоидные растворы золота.

Обзор iPod nano 6G или нанотехнологии в шестом поколении

В $1869$ году химик Борщов высказал предположение, что вещество может быть получено и в кристалловидном и в аморфном состоянии в зависимости от условий. В девятнадцатом веке существовали только оптические микроскопы, не разрешающие обнаруживать частицы в коллоидных растворах и зерна в коллоидных веществах.

Благодаря этому коллоидными назвали вещества с ультравысоким уровнем дисперсности, частицы которых нельзя выявить в оптические микроскопы, имеющие разрешение 300 нм при белом свете.

Высокие технологии в электронике

Развитие электроники в сегодняшнем мире идёт по пути уменьшения размеров устройств электроники. Сегодня традиционные методы производства электроники подошли к собственному экономическому и технологическому барьеру. Сегодня размер устройств уже уменьшается не существенно, а экономические расходы на их производство становятся больше экспоненциально.

Нанотехнология становится следующим логическим шагом в развитии электроники и других наукоёмких производств. [Замечание] Нанотехнология — это естественным продолжение и развитие микротехнологий. [/Замечание] Микротехнология стала в свое время основанием для создания сегодняшней микроэлектроники, представленной компьютерами, мобильными телефонами и т.д., которая неузнаваемо изменила мир и человека. Также сильно способны поменять мир и высокие технологии.

Даже на сегодняшнем шаге развития нанотехнология дает возможность делать гибкие пластиковые экраны толщиной с бумажный лист и высокой яркостью; небольшую электронику на базе соединений углерода, обладающую размерами и энергоемкостью намного меньше современных.

Высокие технологии и новейшие материалы

Высокие технологии просят очень больших вычислительных мощностей для моделирования поведения атомов, высокоточных электрических и механических устройств для упорядочивания атомов и молекул разных материалов в новом порядке. Так создается новая материя.
Первый раз с помощью нанотехнологий делаются материалы с новыми, полезными для человека характеристиками. Это пропускающий свет, гибкий материал, обладающий твердостью стали и легкостью пластика; пластиковое гибкое покрытие, оно собой представляет фотоэлектрическую панель; материал для электродов электробатарей, которые в сотни раз сильнее батареи обыкновенной. Высокие технологии дают возможность создавать легкие и более гибкие строительные и конструктивные материалы; фильтры для воздуха и воды, обладающие большой эффективностью; лекарства и косметику, которые работают на более глубоком уровне.

Нужно сказать, что на данный момент нанотехнологические материалы стоят не дешево, но массовое изготовление способно привести к резкому уменьшению цен.

Так и не нашли ответ
на собственный вопрос?
Просто напиши с чем тебе
необходима помощь

Нанотехнологии. Невидимая революция. Бесконечно малые частицы.

Сайт о нанотехнологиях #1 в Российской Федерации

Нанотехнологии в электронике

Технологии манипулирования веществом на уровне молекул побеспокоили все промышленные отрасли. Не избежала этого и электроника, первым делом технологии создания процессоров и интегральных схем. Ведущие страны кладут немалые средства в развитие этой сферы.

Последующее развитие микроэлектроники сейчас невозможно без применения нанотехнологий.
Самым из довольно явных направленностей в наноэлектронике считается последующее уменьшение электронных микросхем.

Согласно закономерности Мура кол-во транзисторов на кристалл будет удваиваться каждые полтора года и чтобы это случалось, нужно создавать полупроводники на атомарном уровне.
Говоря проще, высокие технологии в электронике используются уже не первый год, просто мы не думаем про это.

В 2007 года компания Intel заявила о разработке процессора, минимальный структурный компонент которого составлял 45 нм. В последующем компания собирается добиться размеров структурных элементов до 5 нм.

С данным размером в настоящий момент также работает соперник Intel, компания AMD. Компания IBM в 2010 году заявляла, что скоро перейдет на размер 32, и, согласно открытой информации, рабочие образцы процессоров с транзисторами размером 32 нм и даже квалифицированные образцы на 22 нм уже есть.

Пределом уменьшения кремниевых транзисторов становится размер в 10–11 нанометров, после этого уменьшение затрудняет контроль за движением электронов в середине кремниевого канала.
Так, на помощь экспериментаторам пришёл графен.

Совершенно недавно компания IBM заявила о создании транзистора из одной углеродной нанотрубки. Устройство, длина которого не превышает 9 нанометров, по продуктивности превышает всех собственных собратьев того же размера, также кремниевый транзистор.
Высокие технологии в электронике получили мощный импульс благодаря применению углеродных нанотрубок (графен, – прим. редакции).

Углеродные нанотрубки не только могут одолеть барьер уменьшения транзисторов, но и дать электронным схемам революционные механичные и оптические свойства, или, говоря проще, сделать электронику пластичной и прозрачной.
Нанотрубки более подвижны и не задерживают свет в тоненьком слое, так что квалифицированные матрицы с интегральными схемами можно гнуть без потери электронных параметров. Оптимисты предвещают, что уже не далеко день, когда ноутбук можно будет носить в заднем кармане джинсов, потом, сев на скамейку, развернуть до размера газеты, причем вся поверхность его станет экраном большого разрешения, а потом опять свернуть и, скажем, превратить в браслет на запястье.

Иная область использования нанотехнологий в электроникесоздание жёстких дисков современного типа. В 2007 году нобелевская премия в области физики была присуждена Питеру Грюнбергу и Альберту Ферту за открытие эффекта огромного магнетосопротивления, или, как иногда пишут, GMR-эффекта. Это квантовомеханический эффект, который происходит в тонких железных плёнках, которые состоят из меняющихся ферромагнитных и проводящих немагнитных слоёв.

При изменении обоюдного направления намагниченности соседних магнитных слоёв происходит большое изменение электрического сопротивления такой структуры. При помощи внешнего магнитного поля направлением намагниченности можно управлять. На базе такого результата можно создавать датчики магнитного поля такой точности считывания, что информацию можно будет записывать на жесткий диск буквально с атомарной плотностью.

Нанотехнологии в электронике

Говоря о наноэлектронике хочется также затронуть плазмонику.
Плазмоны собой представляют коллективные колебания свободных электронов в металле.

Длина волны плазмонного резонанса, допустим, для сферообразной частицы серебра диаметром 50 нм составляет приблизительно 400 нм. Перед началом 2000-го года, благодаря быстрому прогрессу в производственной технологии частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области высокие технологии – наноплазмонике. Стало известно, что электромагнитное излучение можно передавать вдоль цепочки железных наночастиц при помощи возбуждения плазмонных колебаний.

Для чего это необходимо? Такая технология может стать заменой классических технологий, применяемых в современных компьютерах. Логические цепи, возведенные на основе плазмоники, работают намного быстрее, имеют намного большую информационную емкость, чем классические электронные цепи и, что намного важнее, имеют гораздо маленькие размеры, чем существующие оптические системы.

Ситуацию с наноэлектроникой в Российской Федерации невозможно назвать однозначной. Во времена СССР мы занимали третье место по уровню развития микроэлектроники, уступая только США и Японии.
Наноэлектроника в настоящий момент хорошо развивается за границей, у нас же фаворитами в данном сегменте являются «Ситроникс» и «Ангстрем».

В компании «Ситроникс» применяют проектную норму 180 нм при изготовлении микрочипов.
Подобным образом пока Российская Федерация сильно остает по наноэлектронике от заграничных лидеров рынка.
Реформы последних двадцати лет предсказуемо стали причиной потере данных позиций.

Сегодня нишу СССР прочно заняли Республика Корея, Тайвань, КНР, маленькие страны Азии, например Сингапур, и государства Европы – Германия, Франция, Британия. Рынок по всему миру электроники выглядит так: производство очень современной электроники с большой добавочной стоимостью полностью находится в Америке, а «массовой» высокотехнологичной продукции – на Тайване, что обеспечивается в большой мере благодаря американским и японским инвестициям. КНР доминирует на рынке бюджетной электроники.

Но, как отмечает глава консультативного комитета SEMI в Российской Федерации И.Кучерявый, ситуация понемногу меняется. За счёт недорогой рабочей силы и хороших условий для бизнеса Китаю получается привлечь вложения очень технологичных компаний для организации на территории государства их производств.
В то же время искатели считают, что у нас хороший потенциал в области наноэлектроники.

Нанотехнологии в электронике

Директор Института физики полупроводников СО РАН, академик РАН Александр Асеев указывает на прекрасный уровень разработок в регионах СВЧ, фотоприёмников, излучательных структур, фотоэлектрических панелей, силовой электроники. Мы обладаем потенциалом, впрочем
нужно создание организационных и условий экономики развития наноэлектроники, чтобы будущие Новоселовы работали в наших, а не западных наукоградах.

Российская Федерация могла бы стать своего рода массовым центром для проведения фундаментальных научных разработок.
Для этого есть технологическая база, имеются грамотная научная среда, перспективные и обучаемые кадры.
Нужны существенные вложения, и это, возможно, считается ахиллесовой пятой всей области, потому как при сегодняшнем уровне коррупции приличная их часть не дойдет до целевой области, как не доходят до больных клеток молекулы введенного в организм препарата.

Но все таки надеемся на успешность последних инициатив правительства России, к примеру, создание Сколкова, которое в дальнейшем при грамотной организации может стать неким фронт-офисом по коммерциализации разработок, созданных российскими учеными и изобретателями.

Почему графен все еще не захватил весь мир?