納米電子技術(shù)的發(fā)展與展望論文

關(guān)于納米電子技術(shù)的發(fā)展與展望論文

　　摘要：

　　作為提高國家科技科學(xué)核心競爭力的戰略選擇，納米電子技術(shù)的發(fā)展研究至關(guān)重要。其應用廣泛，涉及到各個(gè)領(lǐng)域，是人類(lèi)生活中必不可少的部分。本文從納米電子技術(shù)的現狀進(jìn)行研究，展望其未來(lái)的發(fā)展，以期為納米電子技術(shù)的研究提供新的理論點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：

　　納米電子技術(shù)；現狀研究；未來(lái)發(fā)展

　　納米電子技術(shù)包括了納米電子元件、納米電子材料等，這些納米技術(shù)運用到了各行各業(yè)，向人們展示了其強大的功能�？萍夹畔�時(shí)代的來(lái)臨，納米電子技術(shù)的發(fā)展應用將會(huì )帶來(lái)革命性的突破，目前人類(lèi)對納米電子技術(shù)的研究還在不斷深入，未來(lái)納米電子技術(shù)的運用將會(huì )更加廣泛。

　　1、納米電子技術(shù)現狀研究

　　1.1納米電子元件現狀研究電子元件從集成元件、超大規模集成元件最終發(fā)展成為納米電子元件，納米電子元件是其他兩個(gè)元件的深入研究發(fā)展。由于集成電路的規模越來(lái)越大，這就要求電子元件的規格越來(lái)越小，最終形成納米電子元件，納米電子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之間。比如已經(jīng)問(wèn)世的單電子晶體管，晶體管的一位信息數據就是一個(gè)電子信號，所以這個(gè)單電子晶體管的尺寸一定要夠小。

　　1.2納米電子材料現狀研究目前，市面上常見(jiàn)的納米材料有：納米半導體、納米硅薄膜等。最具優(yōu)勢的是納米硅電子材料，其電子技術(shù)對人類(lèi)的發(fā)展具有跨時(shí)代意義，納米硅電子材料的優(yōu)勢主要體現在：

　�。�1）不耗時(shí)、低能耗、可靠性強、外界環(huán)境很難影響到其運用。

　�。�2）研發(fā)、利用成本低。

　�。�3）納米硅材料中分子間距較短，所以硅電子材料的運行速度極快，進(jìn)而材料的消耗低、耗時(shí)短。納米電子材料的問(wèn)世是納米電子技術(shù)的一個(gè)新突破，相信隨著(zhù)納米電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)生活的各個(gè)方面都會(huì )涉及到納米電子材料，納米電子材料也會(huì )給人類(lèi)帶來(lái)更便捷的生活方式。

　　2、納米電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展

　　2.1碳納米管的研究發(fā)展碳納米管作為納米電子技術(shù)重要的一部分，未來(lái)的研究發(fā)展必不可少。1990年，碳納米管在日本研發(fā)問(wèn)世，其特殊的拓撲結構和極優(yōu)的性能，具有很好的導電效果。碳納米管能夠很好地將金屬性能與半導體性能結合，使金屬性能和半導體性能達到最佳狀態(tài)。其次，由于碳納米管的質(zhì)地較輕，可以在超大規模集成電路中實(shí)現納米化性能，有效幫助計算機納米電子技術(shù)化。芬蘭和日本的研究者在2010年研發(fā)了新型碳納米管，該碳納米管是介于半導體與金屬性?xún)烧咧�間的材料，其平衡性良好，將這種新型的碳納米管作為研究基礎，可以制作超大規模的集成電路，幫助集成電路排列邏輯順序，為納米計算機的研發(fā)提供有效幫助。目前，許多研究機構已經(jīng)對碳納米管的形成過(guò)程進(jìn)行研究分析，形狀小、質(zhì)量輕的碳納米管能夠很好地提高運行速度，相比其他電子材料能夠提速25%；在降低能耗的同時(shí)，可以實(shí)現電路的集成化。而且碳納米管受到外界的干擾小，可以保證高速率的運行計算，存儲空間和容量大，在未來(lái)會(huì )有更多領(lǐng)域涉及到這種納米電子材料。所以，我國應該根據自身的發(fā)展要求，加大對碳納米管的研發(fā)，更好地將納米電子技術(shù)應用于人們的生活中。

　　2.2納米硅薄膜的研究發(fā)展作為目前世界上應用最廣泛、涉及領(lǐng)域最多的半導體材料，納米硅薄膜的研究發(fā)展關(guān)系到納米電子技術(shù)的全面發(fā)展，納米硅的研究發(fā)展可以更好地發(fā)展高性能的半導體材料。納米硅薄膜的整個(gè)制作工藝流程與集成電路、硅器件的制作流程相似，所以，納米硅薄膜的研發(fā)可以幫助量子功能進(jìn)一步發(fā)展研制，將會(huì )提升納米電子技術(shù)的整體發(fā)展，在納米電子技術(shù)中起著(zhù)重要的作用。

　　2.3新型電子元件的研究發(fā)展隨著(zhù)納米電子技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新興的電子元件相繼出現，納米技術(shù)的研究已經(jīng)遍布世界各地。例如，美國耶魯大學(xué)同英國等世界各高校聯(lián)合研究分子半導體晶體管、納米電子技術(shù)處理系統，并在2010年研制出了計算機自動(dòng)編程技術(shù)，這一壯舉預示著(zhù)今后納米電子技術(shù)會(huì )與計算機的發(fā)展相結合，廣泛應用于科學(xué)技術(shù)。2010年5月，美國同澳大利亞研究者通過(guò)隧穿顯微鏡研究單個(gè)原子的狀態(tài)，最終創(chuàng )造出目前世界上體積最小的原子晶體管，實(shí)現了人類(lèi)對單個(gè)原子的操控。世界上第一個(gè)人工制造原子的電子設備就此問(wèn)世，標志著(zhù)人類(lèi)向信息處理的超強大和超高速性能有了新的突破。2012年，美國科學(xué)研究者勞倫斯通過(guò)不斷的實(shí)驗研究，研制出了納米電子系統，勞倫斯將納米電子系統與生物技術(shù)相結合，實(shí)現了對三磷酸腺的操控，同時(shí)還將生物技術(shù)與納米電子晶體管相結合，有效連接人體的大腦神經(jīng)系統，達到無(wú)縫的電子界面。在未來(lái)的幾十年里，納米電子元件的發(fā)展將會(huì )更加迅速，在此期間，研究者們會(huì )對新型電子元件進(jìn)行更深入的研究，更多的納米電子元件產(chǎn)品將會(huì )層出不窮，幫助人類(lèi)探索更高領(lǐng)域的科學(xué)境界，提供更科學(xué)的研究方法。

　　2.4石墨烯的研究發(fā)展英國在2000年將石墨烯研制出來(lái)，其碳基功能良好，相對于硅來(lái)講更為優(yōu)質(zhì)。目前，對石墨烯的技術(shù)研究還是比較多的，碳原子是石墨烯的主要組成部分，單個(gè)的碳原子通過(guò)相互結合形成一種新型的碳化材料。石墨烯的問(wèn)世，有效促進(jìn)了其他碳制材料的發(fā)展，其硬度較大，并且只有一層碳基，相對于其他材料來(lái)說(shuō)輕薄許多，可以實(shí)現高速率的載流，并能很好地控制寬帶運行的速度。石墨烯的運用，將半導體的電學(xué)特征展現出來(lái)，并且與硅基相兼容，在器械上實(shí)現了碳基與硅基的共同使用。

　　2.5納米生物電子的研究發(fā)展近幾年來(lái)，對納米生物電子技術(shù)的研究更為深入。研究者將納米電子技術(shù)運用于生物芯片，從而制造出納米機器人。不同于一般的機器人，納米機器人能夠進(jìn)入人類(lèi)血管，幫助人們排除體內的有害物質(zhì)，促進(jìn)人體新陳代謝。納米機器人作為一個(gè)清潔器，能夠保證人類(lèi)的身體健康。

　　3、結束語(yǔ)

　　納米電子技術(shù)的研究發(fā)展，推動(dòng)著(zhù)我國新興科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。在未來(lái)對納米電子技術(shù)的研究中需要緊跟納米電子新興前沿技術(shù)，將納米電子技術(shù)與物理、化學(xué)、計算機科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域相結合，促進(jìn)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的全面發(fā)展。