Категорије: Истакнути чланци » Занимљиве електричне вести
Број прегледа: 16949
Коментари на чланак: 0

Шта је наноелектроника и како функционише

 

Шта је наноелектроникаОбласт електронике која се бави развојем технолошких и физичких основа за изградњу интегрисаних електронских кола са елементима величине мањим од 100 нанометара назива се наноелектроника. Сам термин "наноелектроника" одражава прелазак са микроелектронике модерних полуводича, где се величине елемената мере у јединицама микрометра, до мањих елемената - величине десетине нанометара.

Преласком на наноселемент, квантни ефекти почињу да доминирају у шемама, откривајући многа нова својства, и, сходно томе, обележавају изгледе за њихову корисну употребу. А ако за микроелектронику квантни ефекти често остану паразитски, јер, на пример, смањењем величине транзистора, ефекат тунела почиње да омета његов рад, онда се наноелектроника, напротив, позива да користи такве ефекте као основу за нанохетероструктурирану електронику.

Кућна електроника

Свако од нас користи електронику сваки дан и сигурно многи већ примећују неке одређене трендове. Меморија у рачунарима се повећава, процесори постају продуктивнији, величина уређаја се смањује. Шта је разлог за то?

Пре свега, променом физичких димензија елемената микрострујних склопова од којих су у основи направљени сви електронски уређаји. Иако је физика процеса данас приближно иста, величине уређаја постају све мање и мање. Велики полуводички уређај ради спорије и троши више енергије, а нанотрансистор - и ради брже, те троши мање енергије.

Нанотехнологија
Савремена нанотехнологија на видео снимку:
 

Познато је да су сва материјална тела састављена од атома. А зашто електроника не досегне атомску вагу? Ово ново поље електронике омогућиће вам да се реше такви проблеми на конвенционалној бази силикона једноставно је немогуће решити.


Велико интересовање је графен и слични једнослојни материјали (види чланак - Неочекиване особине познатог угљеника) Такви материјали, дебљине једног атома, имају изванредна својства која се могу комбиновати за стварање различитих електронских кола.

На пример, технологије повезане са сондском микроскопијом омогућавају конструкцију различитих структура појединих атома на површини проводника у ултра-високом вакууму једноставним постављањем истих. Шта није основа за креирање монотомских електронских уређаја?

Наноелектроника и електроника
Нано процесор

Манипулације материје на молекуларном нивоу већ су утицале на многе индустрије, нису заобишле ни електронику. Тако су изграђени микропроцесори и интегрисана кола. Водеће земље улажу у даљи развој овог технолошког пута - тако да се прелазак на наноцела одвија брже, шире и даље побољшава.

Успут, одређени успјеси су већ постигнути. Интел је 2007. објавио да је развијен процесор заснован на структуралном елементу величине 45 нм (увео га ВИА Нано) и следећи корак би био достизање 5 нм. ИБМ ће постићи 9 нм захваљујући графену.

Угљен-наноцјевчице

Угљеничне наноцјевчице (графен) - Један од најперспективнијих наноматеријала за електронику. Омогућују не само смањење величине транзистора, већ и дају електроници заиста револуционарна својства, механичка и оптичка. Наноцевке не заробљавају светлост, покретне су, чувају електронска својства склопова.

Посебно креативни оптимисти се већ веселе креирању преносивих рачунара који се могу извући из џепа попут новина или их носити у облику наруквице на руци, а по жељи могу проширити као новине, а цео рачунар биће попут преклопа дебљине папира са екраном осетљивим на додир.

Утицај изузетно високог магнетног отпора

Друга перспектива примене нанотехнологије и употребе наноматеријала је развој и стварање чврстих дискова нове генерације.Године 2007, Алберт Фиртх и Петер Грунберг добили су Нобелову награду за откриће квантног механичког дејства ултравишког магнетног отпора (ефект ГМР), када танки метали метала из наизменичних проводљивих и феромагнетских слојева значајно мењају магнетни отпор променом у реципрочном смеру магнетизације.

Контролом магнетизације структуре уз помоћ спољног магнетног поља могуће је креирати тако прецизне сензоре магнетног поља и извршити тако тачно снимање на носачу информација да ће његова густина складиштења достићи атомску разину.

Плазма бакља

Наноелектроника и плазматроника нису заобишли. Колективне вибрације слободних електрона унутар метала имају карактеристичну плазмонску резонантну таласну дужину од око 400 нм (за сребрну честицу величине 50 нм). Развој наноплазмоника може се сматрати започети 2000. године, када је напредак у унапређењу технологије за стварање наночестица убрзан.

Показало се да се електромагнетни талас може преносити дуж ланца металних наночестица, узбудљивих осцилација плазмона. Таква технологија ће омогућити увођење логичких склопова у рачунарску технологију која може радити много брже и пренијети више информација од традиционалних оптичких система, а величина система биће много мања од прихваћених оптичких.

Лидери у области наноелектронике и електронике уопште данас су Тајван, Јужна Кореја, Сингапур, Кина, Немачка, Енглеска и Француска.

Најсавременија електроника данас се производи у САД-у, а најмасовнији произвођач високотехнолошке електронике је Тајван, захваљујући улагањима јапанских и америчких компанија.

Кина је традиционални лидер у области буџетске електронике, али овде се ситуација постепено мења: јефтина радна снага привлачи инвеститоре из високотехнолошких компанија које планирају да успоставе своју нанопродукцију у Кини.

Русија такође има добар потенцијал. База у области микроталасне, радијационе структуре, фотодетектори, соларни панели и енергетска електроника у принципу омогућава стварање научних градова о нанотехнологији и њихов развој.

Овај потенцијал захтева економске услове и организацију за основна истраживања и научни развој. Све остало је: технолошка основа, перспективни кадрови и квалификовано научно окружење. Потребна су само велика улагања, а ово се често испостави да је то Ахилова пета ...

Један пример примене нанотехнологије:Наноантене за пријем соларне енергије

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Оптички транзистори - будућност електронике
  • Неочекиване особине познатог угљеника
  • Грапхене Елецтроницс - чудо 21. века
  • Наноантенне - уређај, апликација, изгледи за употребу
  • Хард дискови: диносауруси савремене електронике

  •