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美制造出世界首台碳纳米管计算机

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来源: 作者: 2019-05-16 22:10:15

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斯坦福大学的工程师正在演示碳纳米管计算机“彩色跑”的安全隐忧

碳纳米管计算机里的晶体管采取“免疫缺点设计”

据物理学家组织、英国广播公司9月26日(北京时间)报道,美国斯坦福大学的工程师在新一代电子设备领域获得突破性进展,首次采用碳纳米管建造出计算机原型,比现在基于硅芯片模式的计算机更小、更快且更节能。美国国家科学基金会纳米技术高级顾问米哈伊尔称此举为“一项重要的科学突破”。该研究结果发表在最新一期的《自然》杂志封面上。

晶体管不断缩小,以使一个芯片上可以排列红糖马拉糕
更多。但随着晶体管变得越来越细小,在狭窄的空间里就会浪费更多电力、产生更多热量。而研究表明,碳纳米管能非常有效地指挥和控制电力。加州大学伯克利分校电子电路及系统的世界级专家拉贝艾说:“碳纳米管一直被认为是硅晶体管潜在的继任者。毫无疑问,这项研究将引导研究人员去探索如何在未来10年开发出更小、更高效节能的处理器。”

大约15年前,碳纳米管首次被制成晶体管,在数字电子系统主体作开关。但是,其固有的两个缺陷一直阻挠着其实际运用,现在,研究团队采取双管齐下的办法将其攻克。

斯坦福大学电气工程师和计算机科学家米特拉教授介绍说,首先,碳纳米管不是以整齐、平行线的方式生长,若尝试在晶片上将其排列就会得到“一碗面”。研究人员使99.5%的碳纳米管对齐建立芯片,并设计了一个巧妙的算法绕过余下0.5%歪斜的部分;碳纳米管第二个缺陷是其内持续导电的“金属纤维”,其不像其他半导体可以关掉电流。为了抹去这些“劣迹”元素,他们关掉了所有“好的”碳纳米管,然后给余下“坏的”泵满电,直至气化。结果便得到一个有效的电天津大学副校长冯亚青一行参加贵州校友会换届大会
路。

他们利用这类“不受缺点影响的设计”组装了具有178个晶体管的基础计算机。该碳纳米管计算机可执行一些如计数和数字排序等任务;运行一个基本的操作系统。

瑞士洛桑联邦理工学院电气工程学院主任乔瓦尼·德·米凯利教授强调了这1世界性成就的两个关键技术贡献:首先,将基于碳纳米管电路的制造过程落实到位。其次,建立了一个简单而有效的电路,表明使用碳纳米管计算是可行的。下一代芯片设计研究同盟、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校纳雷什教授评价道,虽然碳纳米管计算机可能还需要数年时间才趋于成熟,但这一突破已经凸显未来碳纳米管半导体以产业范围生产的可能性。

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