IBM dosáhlo milníku ve zdokonalování polovodičů

30. 3. 2006 11:24    Rubrika: Tiskové zprávy

Nová uhlíková nanovlákna vypadají jako mikroskopické role drátěného pletiva, avšak jsou 50 000tisíckrát tenčí než lidský vlas

Společnost IBM oznámila, že se jejím výzkumníkům podařilo vyrobit první úplný elektronický integrovaný obvod okolo jediné molekuly uhlíkového nanovlákna. Tento nový materiál má příslib vyššího výkonu, než poskytují současné křemíkové polovodiče.

Jedná se o významný úspěch, protože obvod byl vyroben standardními polovodičovými postupy. Místo propojování jednotlivě vyrobených součástek je základem všech jeho komponent jediná molekula. Taková technologie může zjednodušit výrobu a poskytnout potřebnou konzistenci pro důkladnější testování a úpravy materiálu k použití.

Práce byla zveřejněna ve studii IBM, která vyšla v posledním čísle časopisu Science.

„Tranzistory z uhlíkových nanovláken mají potenciál výkonově překonat nejmodernější křemíková zařízení,“ řekl Dr. T.C. Chen, viceprezident pro vědu a technologie v divizi IBM Research. „Vědci se však dosud soustředili jen na výrobu a optimalizaci jednotlivých tranzistorů z uhlíkových nanovláken. Teď můžeme posoudit potenciál uhlíkových nanovláken v celých obvodech, což je nezbytný krok směrem k integraci nové technologie s existujícími technikami výroby čipů.“

Polovodičový průmysl už zhruba padesát let neustále zvyšuje výkon čipů tím způsobem, že se mu daří vměstnat na jediný křemíkový čip čím dál více elektronických obvodů. Dosahovalo se toho zejména hledáním způsobů, jak vyrábět čím dál menší obvody. Vědci však vidí, že obvody nebude možné zmenšovat donekonečna, a proto zkoumají možnosti využití nanotechnologie k dosažení dalšího pokroku.

Oblast nanotechnologie zahrnuje syntézu a výrobu nových typů molekul a struktur s rozměry v řádu miliardtin metru. Uhlíková nanovlákna vypadají jako mikroskopické role drátěného pletiva, ale jsou 50 000tisíckrát tenčí než lidský vlas. Mají jedinečné vlastnosti, díky nimž mohou být schopna přenášet vyšší hustoty proudu než vodiče používané v dnešních tranzistorech. Vzhledem k jejich menší velikosti to může umožnit další miniaturizaci.

Obvod vyrobený týmem IBM byl kruhový oscilátor, tedy obvod, který výrobci čipů obvykle vyrábějí při testování nových výrobních procesů a materiálů. Na tomto obvodu jsou zdůrazněny některé vlastnosti, které mohou být dobrým ukazatelem toho, jak budou nové technologie fungovat v celých čipech.

Integrací celého obvodu okolo jediného nanovlákna dosáhl tým IBM téměř miliónkrát vyšších rychlostí, než bylo demonstrováno dříve u obvodů tvořených několika nanovlákny. Přestože se stále jedná o nižší rychlosti, než jakých dosahují současné křemíkové čipy, domnívá se tým IBM, že se mu novými procesy nanovýroby nakonec podaří uvolnit mnohem vyšší výkonový potenciál elektronických součástek z uhlíkových nanovláken.

Vědci IBM budou nyní pomocí kruhového oscilátoru testovat zdokonalené tranzistory a obvody z uhlíkových nanovláken a měřit jejich výkonnost v rámci celých čipů.