Чергова альтернатива кремнію - алмазна електроніка |
Thursday, 11 August 2011 |
Команда інженерів із Університету Вандербільта розробила технологію створення мікроелектронних пристроїв на основі тонких плівок алмазу. На відміну від традиційних кремнієвих пристроїв, нові алмазні елементи здатні витримувати експлуатацію в екстремальних умовах. Вченим вже вдалося зробити за новою технологією основні компоненти комп'ютерних чипів і електронних схем: алмазні транзистори та логічні ворота, які є ключовими елементами комп'ютерів. Електроніка на основі алмазу зможе працювати на більш високих швидкостях, при цьому споживаючи менше енергії. Крім того, алмазні мікросхеми більш стійкі до впливу радіації і високих температур. Навіть незважаючи на те, що нова технологія передбачає використання алмазної плівки, вона не є непомірно дорогою для широкого розповсюдження: з одного карату алмаза можна виготовити близько одного мільярда пристроїв. Алмазна плівка створюється з водню і метану з використанням методу, що називається хімічним осадженням з газової фази, що широко використовується у мікроелектроніці. Цей процес не дуже дорогий - тонке покриття зі штучного алмазу коштує менше однієї тисячної від ціни ювелірних алмазів. Тому процес широко використовується для створення міцних покриттів на різальних інструментах, шестірнях надточних механізмів і т.п. Потенційні області застосування нової алмазної електроніки дуже широкі: військова сфера, робота у космосі та умовах високої радіації, надшвидкісні перемикачі, датчики з ультранизьким енергоспоживанням працюючі при екстремальних температурах від -150 до +500 градусів Цельсія. Наноалмази можуть застосовуватися у гібридних схемах зі старомодними вакуумними лампами та сучасною твердотільною мікроелектронікою, поєднуючи кращі якості обох технологій. Тонка алмазна плівка може наноситися на шар діоксиду кремнію та поміщатися у вакуум. У звичайних кремнієвих пристроях електрони зіштовхуються з атомами напівпровідника та нагрівають мікросхему, нові алмазні вакуумні транзистори зможуть проводити стільки ж електронів, але виділяютимуть набагато менше тепла. У гібридній мікросхемі електрони рухаються у вакуумі між компонентами з наноалмазів, а не крізь твердий матеріал, як у звичайних мікроелектронних пристроях. У такий спосіб не тільки усувається небезпека перегріву, але й з'являється можливість знизити енергоспоживання до рівня однієї десятої від кремнієвого аналога. Для впровадження алмазних електросхем сьогодні особливих перешкод немає: процес використовує існуючі промислові технології. З вакуумом теж проблема не виникне: на даний час напівпровідникові чипи запечатуються у корпуси з інертним газом аргоном. Ця упаковка та металеві ущільнення, використовувані у військових мікросхемах, досить міцні, щоб утримувати вакуум протягом століть.
За матеріалами: rnd.cnews.ru Наступні новини у розділі:
Попередні новини у розділі:
|