第2章节纳米科技的典型研究方向—2.pptVIP

上节重点 纳米科技的分类； 摩尔定律及其遇到的严重挑战； 纳米电子学； 典型的纳米电子器件； 纳米计算机。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 摩尔定律：每隔18个月，新芯片的集成度将提高一倍，同时性能提高一倍。 摩尔定律遇到的严重挑战： 挑战一：达到了决定线宽的集成电路光刻加工的物理极限（100nm）后,现行的微电子学工艺很难再有所作为。 挑战二：器件内电子行为的限制和器件功耗过大的限制。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 纳米电子学的研究内容 在特征长度为0.1~100 nm的纳米器件中探测、识别与控制单个量子（如单个电子、单个光子、单个磁通量子、单个原子和单个分子等）、少数几个量子或量子波的运动规律（理论）； 研究原子、分子人工组装和自组装而成的器件（工艺） 研究在量子点、量子线和量子点阵内单个量子、少数几个量子或量子波所表现的特征和功能，用于信息的产生、传递和交换的器件、电路和系统及其在信息科学技术中应用的学科（应用）。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 应对摩尔定律的挑战，实现纳米电子器件及其集成电路的两种可能方式---- 1. 现有的集成电路进一步微型化 研究开发更小的最小线宽的加工技术来加工尺寸更小的电子器件。 2.利用纳米结构的量子效应，研制全新的量子结构体系 包括新型的量子效应电子器件和零维量子点、一维量子线和二维量子阱等。 纳米电子器件的加工技术 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 定义：特征尺寸1.0~10nm的纳电子器件。 纳米电子器件 按照电子在岛中被限制的程度，定义了纳米电子器件的三个基本种类： 量子点（QD）：岛以零维自由度限制电子； 谐振隧穿器件（RTD）：岛以一维或二维自由度限制电子； 单电子晶体管（SET）：岛以三维自由度限制电子。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 工作原理：视紫红质具有奇特的光学循环特性,可用于储存信息，起代替计算机信息处理和信息存储的作用。 分子计算机 应用几种生物分子制造分子计算机的组件，例如细菌视紫红质。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 光计算机（光脑） 工作原理：靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列来对信息进行处理的。特点是平行运算。 基本电子元件：微小的玻璃塔，其中有一层半导体。激光照射在塔上，捕陷在半导体中的电子被释放出；视激光的强弱这些电子会使玻璃塔变得半透明或昏暗；反射回来的讯号就是一个位元的数位信息：是或否、开或关。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 生物计算机（生物电脑） 工作原理：DNA上含有的大量遗传密码，相当于存储的数据，通过与酶的相互作用，可将一种基因代码通过生化反应转变为另一种基因代码，转变前的基因代码可作为输入数据，反应后的基因代码可作为运算结果。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置，基本元件是原