Исследователям из ирландского Национального научно-исследовательского института им. Тиндаля (Tyndall National Institute) удалось создать полупроводниковую структуру, претендующую на ключевую роль для дальнейшего развития электронных компонентов.



По словам ученых, представленный ими беспереходный транзистор – первое в мире физически реализованное устройство такого типа. Функционирование структуры основано на возможности управления протеканием тока, вплоть до полного запирания, через тончайший, толщиной всего 10 нм, проводник, посредством «электрического сжатия» со стороны окружающего его слоя, получившего название «обручального кольца».
Читать далее...

Команда европейских исследователей продемонстрировала первые коммерчески применимые плазмонные (плазмоны – квазичастицы колебаний свободных электронов) устройства, прокладывая тем самым путь к новой эре высокоскоростных коммуникаций и вычислений, где электронные и оптические сигналы передаются одновременно. Передовые разработки, которые воплотятся в конечные продукты в течение следующего десятилетия, применяют для передачи сигналов по тем же металлическим электрическим цепям возмущения поверхностных плазмонов и возникающие в результате поляритоны (поляритон – это квазичастица, появляющаяся при взаимодействии электромагнитных волн и возбуждений среды). Обычные же электронные системы, как известно, базируются на токе электронов, а фотоны используются в оптических системах.


Читать далее...

Мне эта статья была интересна неплохим ликбезом по литографии.

===
Публикации о различных способах производства полупроводников на основе материалов, отличных от традиционного кремния, в последнее время буквально захлестнули научные издания и популярную прессу. Во многих случаях альтернативы кремнию имеют под собой вполне логичную основу: традиционная кремниевая подложка по определению не может быть гибкой, многие материалы справляются с высокими частотами гораздо лучше кремния и так далее.

Однако растущий интерес к альтернативным полупроводникам имеет и другую, более основательную причину. Дело в том что привычный кремний в скором времени рискует попросту не справиться с темпами эволюции полупроводниковой промышленности и по ряду причин физического свойства перестанет устраивать разработчиков новых чипов.



Множество разнообразных и даже экзотических потенциальных замен кремниевым полупроводникам – от графена и кремниевых нанотрубок до квантовых и ДНК-структур, освещается в прессе с завидной регулярностью, однако о сроках и причинах грядущей смерти кремния в качестве основы современной полупроводниковой промышленности сообщается достаточно мало. Эта публикация призвана пролить свет на ближайшие – порядка 10-15 лет, перспективы развития электроники и ответить на ряд ключевых вопросов.
читать далее(очень многа букафф)

В апреле Hewlett Packard доказала факт сущеcтвования мемристоров. Мемристоры — четвертый элемент электротехнической теории цепи, наряду с резисторами, емкостями и индуктивностями. Сейчас HP продемонстрировала как можно контролировать мемристор, который изменяет сопротивление в зависимости от протекающего по нему тока, и тем самым сделала шаг в направлении создания прототипа и выпуска нового запоминающего устройства — RRAM (resistive random-access memory) — к 2009 году.

"Мы сейчас получили экспериментальное доказательство того, что наши мемристоры ведут себя согласно теории", — сказал Дункан Стюарт (Duncan Stewart), основной исследователь мемристоров в HP Labs. "К тому же, мы продемонстрировали как можно управлять мемристорными структурами, что позволит в скором времени построить работающие микросхемы."

Мемристор представляет собой двухстороннюю и двухслойную структуру. Слои из оксида титана зажаты между двумя металлическими электродами перемычкой. Один слой оксида титана покрыт кислородными вакансиями, что делает его полупроводником, соседний слой этого покрытия не имеет и играет роль изолятора. По наличию сопротивления между электродами можно определить состояние памяти — включенное или выключенное.



С одним слоем оксида титана, имеющим в обычных условиях свойства изолятора, память переключается в выключенное состояние. Прикладывая напряжение к перемычке, кислородные вакансии переходят в слой оксида титана без специального покрытия, и устройство переключается во включенное состояние. Аналогично, изменив направление тока, кислородные вакансии возвращаются обратно, и устройство "выключается". Большое преимущество мемристора в том, что изменения сопротивления энергонезависимы и сохраняются до тех пор, пока не будет подано обратное напряжение. На данный момент, время переключения оставляет около 50 нс.
Читать далее...

Hewlett-Packard (HP) объявила, что исследователи из HP Labs, центрального исследовательского отделения компании, доказали существование первоначально лишь теоретизируемого четвертого элемента электрической цепи. Этот научный прогресс может сделать возможным разработку компьютерных систем с памятью, которая не будет терять данные и нуждаться в загрузке, потребляя значительно меньше энергии и ассоциируя информацию аналогично человеческому мозгу.
Читать далее...

Ученые из Соединенных штатов разработали новый тип интегральных схем, которые способны управлять световыми импульсами, не преобразуя их в электрические сигналы.



В таких схемах свет трансформируется в квазичастицы – экситоны, представляющие собой связанные электронно-дырочные пары.

Читать далее...

Нанотехнологии и графеновые материалы — лейтмотив наноэлектронных устройств, которые разрабатываются сегодня на «острие мысли» ведущих лабораторий мира.


Графен – это материал дня (тешит душу, что к его открытию непосредственно причастен сотрудник ИПТМ РАН из Черноголовки, Новоселов). Графен (англ. graphene) — слой атомов углерода, соединённых посредством sp2 связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и хорошей теплопроводностью), представляет собой тонкий слой, гибкость которого сравнима с аналогичным слоем из углеродных нанотрубок, а прочность даже выше.



С точки зрения электронных свойств графен является полуметаллом. Однако, при ограничении размеров листа в каком-либо направлении получающаяся одномерная полоска может иметь свойства как полупроводника, так и металла. Это и является причиной большого интереса, проявляемого к графеновым полоскам как со стороны академического сообщества, так и со стороны таких крупных компаний, как IBM и Intel.

Читать далее...

ASML, Canon и Nikon: будущее за EUV-литографией!

EUV-литография становится все более реальной

Toshiba за импринт-литографию для 22-нм техпроцесса

MII представила импринт-сканер для 32-техпроцеса

Ой, а я думал EUV-литография уже заглохла!Давно про неё ничего нового не было слышно. Ан не тут-то было :) Инетересно, кто всётаки победит: EUV (литография жестким ультрафиолетом, вакуумная литография ) или DE/DP от Nikona (литография с двойным экспонированием и двойным шаблоном - double exposure and double patterning)?

===
На проходящей в г. Сан-Хосе (США) конференции по развитию литографического оборудования SPIE Advanced Lithography Conference, представители компаний AMD и IBM показали собравшимся работающую микросхему, в производстве которой использовалась литография жестким ультрафиолетовым излучением (EUV). Особенность новинки заключается в том, что это первая микросхема, произведенная с использованием полного операционного поля EUV-сканера (22 х 33 мм), согласно нормам 45-нм технологического процесса.



Первоначально кремниевые пластины были обработаны на Fab 36 в г. Дрезден (ФРГ) с помощью современного 193-нм иммерсионного сканера, где на их поверхность были нанесены сами транзисторы. После этого подложку доставили в Исследовательский центр IBM при Колледже нанотехнологий (College of Nanoscale Science and Engineering, CNSE) в г. Олбани (США), где инженеры IBM с помощью EUV-сканера от ASML (на фото) нанесли полный рисунок первого слоя металлических межсоединений. Последующее тестирование полученных микросхем не выявило электрических отклонений от их аналогов, целиком произведенных на 193-нм иммерсионных сканерах.

Следующим вполне логичным шагом, по задумке партнеров, будет подготовка оборудования и технологий EUV-литографии для производства всей микросхемы, а не только отдельных ее слоев. Сканеры, пригодные для коммерческого использования, увидят свет, по мнению специалистов AMD и IBM, к 2016 году, ко времени ввода в строй 22-нм технологического процесса.

источник.

В ближайшее время стоит ждать перехода на новый качественный уровень в электронике. Кремниевые транзисторы уже практически исчерпали себя...

===
Американские ученые экспериментально подтвердили гипотезу о том, что графен обладает высокой теплопроводностью.

Александр Баландин (Alexander Balandin) и его коллеги из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали новую технологию, позволяющую нагревать листы графена и измерять их температуру с помощью лазерного излучения. Ученые закрепляли графеновые листы над бороздками микрометровой ширины, вытравленными на подложке из оксида кремния.

Затем на центр графенового листа направлялся лазерный луч, который нагревал материал и изменял частоту колебания его атомов. Ученые измеряли сдвиг частоты лазерного излучения, вызванный рамановским рассеянием на колеблющихся атомах углерода, который пропорционален температуре облучаемой области, как функцию мощности нагрева. Таким образом, им удалось определить величину коэффициента теплопроводности графена, которая оказалась равной 5300 Вт/(м К).

Эта величина является рекордной для твердых тел. Она на 50% выше, чем теплопроводность углеродных нанотрубок, и почти в 10 раз выше теплопроводности таких металлов, как алюминий и медь. В настоящее время исследовательская группа занимается созданием теории, объясняющей уникальные тепловые свойства графена, а также разрабатывает конструкцию ультрабыстрого транзистора с графеновым охлаждением, сообщает PhysicsWorld.

Компания NEC сообщила об успешной разработке транзисторов на базе углеродных нанотрубок (carbon nanotube, CNT), получаемых при помощи технологий струйной печати. Сообщается, что создаваемые компоненты выгодно отличаются от создаваемых до сих пор на базе кремнийорганических материалов печатных полупроводников характеристиками производительности, и разница эта приблизительно в 100 раз. Кроме того, свойства CNT-транзисторов можно задавать, изменяя длину и плотность нанотрубок, и соответствующая технология также была разработана. Ожидается, что это изобретение в перспективе позволит существенно расширить диапазон приложений, в которых может использоваться «напечатанная» электроника.

Большой интерес к технологиям создания полупроводников с помощью методов струйной печати, в частности, объясняется тем, что они представляют собой один из способов совместить удовлетворение все более растущего спроса на электронику с необходимостью снижения вредных выбросов во внешнюю среду при производстве. Альтернативный метод создания электронных компонентов позволяет кардинально упростить производственные процессы по сравнению с традиционными технологиями кремниевых полупроводников, снизить количество отходов, а выбросы двуокиси углерода уменьшить более чем на 90%.

источник.

Радиочастотный модулятор Маха-Зендера, разработанный в компании IBM и отличающийся рекордно малыми размерами, открывает перспективу использования высокоскоростной фотонной передачи данных внутри чипов. Разработка частично финансировалась DARPA.


далее

Международная группа ученых сообщила о создании первого полупроводникового материала с запрещенной зоной, которую можно регулировать внешним воздействием. Примечательно, что этот материал создан на основе двумерной формы наноуглерода -графена.


далее

Британские учёные из Национальной Физической Лаборатории и Кембриджского Университета изобрели метод управления движением электронов для создания эффективных компьютеров и методов защиты коммуникаций.

Подобно конвейеру, новое устройство перемещает электроны по одному, создавая надёжный и контролируемый поток электронов интенсивностью более миллиарда частиц в секунду. Хотя создавать слабые электронные потоки было возможно и до сих пор, надёжного способа управляемой их доставки до сих пор не было.

Современные компьютеры основаны на движении электрического тока через микропроцессоры. В современных устройствах большое количество электронов движется беспорядочным образом, что приводит к нагреванию и снижению эффективности процессора. Однако, точное управление отдельными электронами позволит направлять нужное количество электронов в заданное место в каждый момент времени, снижая потери энергии на нагревание устройства.

Новый метод основан на создании движущихся волн электростатического потенциала, по которым электроны «скатываются», как сёрферы — с морских волн. Эти волны могут быть сфокусированы на определённое направление или объект. Помимо создания более эффективных компьютеров, новый метод может быть применён в так называемой квантовой криптографии — методе защиты передачи информации, гарантирующем полную защиту от прослушивания.