Ученые показали как из углеродных нанотрубок можно создать высокоскоростные процессоры

Как уже давно было известно, углеродные нанотрубки имеют лучшие электронные свойства, чем основа всех современных чипов - кремний. Но высокая сложность манипуляций с нанотрубками пока препятствовала разработке углеродных процессоров.
Теперь же экспериментально показана возможность индивидуально разместить нанотрубки на кремниевой подложке с высокой плотностью. В полупроводниковой промышленности идет гонка на уменьшение размеров кристалла, а значит на повышение производительности. Но к сожалению технология скоро натолкнется на минимальный физически возможный размер.
Джеймс Хэннон, материаловед из IBM, утверждает, что существует немного реалистичных преемников кремнию. По его словам сейчас встает проблема: замену кремниевым чипам необходимо поставить на массовое производство за ближайших 10-15 лет, значит разработка новой технологии должна быть завершена за несколько лет.
Хотя в лабораторных экспериментах только углеродные нанотрубки показали значительно превосходящую скорость и энергетические показатели, реальное производства процессоров требует размещения миллиардов нанотрубок с высочайшей точностью. Это супер, вот еще есть одна вещь https://koptilok.net/market/koptilni, доволно таки качественная каптилня.

Превосходная скорость

Современные процессоры сделаны методом литографии, в которой микросхема печатается как фотография на слое кремния при помощи концентрированного луча электронов или заряженных атомов.
Чтобы решить проблему внедрения, доктор Хэннон и его коллеги придумали решение. Первым был химикат, который покрывает нанотрубки и делает их растворимыми в воде. Вторым было решение, которое реагирует с первым химикатом и с элементом гафний, но не с кремнием.
Команда использовала стандартные методы литографии, чтобы нанести каналы из гафния на кремний. После чего они просто опускали чип в эти два химиката - первый соединялся с гафнием, а другой плотно связывал нанотрубки только с областью, покрытой гафнием, оставляя кремний чистым. Результатом стала серия аккуратно выровненных нанотрубок, обеспеченных электричеством в пределах образца, с плотностью миллиард на квадратный сантиметр.

Проблемы остаются

Пока что удалось достичь плотности в 150 нанометров, но этого не достаточно. Чтобы сделать процессор, необходимо достичь плотности в 10 нанометров. Тем не менее это в сотни раз лучше, чем результаты всех предыдущих экспериментов. Команда ученых надеется найти более эффективные способы отсортировать нанотрубки, созданные в большом разнообразии размеров и типов и выбрать с высокой точностью вид, подходящий для электронных устройств.
Процесс литографии, который устанавливает окончательный размер транзистора на чипе, также должен быть доработан. Пока, команда смоделировала то, что она может сделать с техникой в ее текущей форме - обширное множество транзисторов, каждый из которых включает шесть нанотрубок на расстоянии в 10 нанометров.
Такая технология предполагает десятикратный скачок в эффективности процессоров, трехкратный рост тактовой частоты при трехкратном снижении потребления энергии. Однако, в дальнейшей перспективе, чипы из нанотрубок столкнутся с теми же самыми пределами, что и кремний, в конечном счете мы ограничены размером атома. Но это, по крайней мере, дает нам способ значительно увеличить производительность устройств и сократить их размер.