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碳納米管分子計算機——8月27日科學史上的今天

2018-08-27作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



自然界中由原子組成的分子有各種形狀,由多個碳原子組成的分子,有各種各樣的結構,其中就有卷成圓筒形的碳納米管結構。


碳納米管是只有頭發絲十萬分之一粗細的中空管體,計算機的新發展就在這個新奇的管形結構上發展了起來,它有可能將硅材料逐出歷史舞臺,取而代之成為未來計算機世界的新主宰。


1946年硅晶體管問世,不到10年的時間它就用到了計算機上,雖然長期占據著計算機歷史舞臺,但也遭遇到了“極限”的困難。原來,受到量子效應的干擾,硅晶體管的尺寸越小,它的性能偏差就越大。在5~10納米的尺度上,微型化的“瓶頸”限制了它的進一步發展,危難之中前來救駕的就是納米管。


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2001年8月27日,IBM公司宣布,他們成功研制世界上最小的計算機邏輯電路,這是一只由碳分子組成的雙晶體管元件,其中的碳分子就是碳納米管。這種材料不僅可以做到體積小,還具有超強的傳導性、開關速度快等特點。以這種材料代替硅制作晶體管,將使未來的電腦芯片變得更小、速度更快、耗電量更少。2013年,IBM更用碳納米管制成電子電路,還研發出“混血”集成電路,在需要高度精確處,使用碳納米管材料,在一般的地方還繼續使用硅材料,以延長硅材料的使用壽命。


2013年9月,斯坦福大學研究生馬克斯·夏拉克帶領的研究組宣布,他們制造成功人類首臺碳納米晶體管計算機,并開始試運行。這臺剛問世的碳納米管計算機,結構非常簡單,卻意味著人類在新型計算機世界中又邁開了新的一步,但它是革命性的關鍵一步,把電子技術引領到了一個新天地。



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作者科學π工作室 編著
出版清華大學出版社
定價99元
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