纳米电子器件与纳米电子技术初探

纳米电子器件与纳米电子技术初探

【摘要】随着纳米技术的不断发展,微电子技术正在不断地突破发展的瓶颈。集成电路的设计和制作方法也在此过程中不断地被革新。可以说,纳米技术本身属于一场新的电子技术的革命。虽然纳米技术在我国出现的时间较短,但是各类纳米电子产品的出现革新了人们认识上的突破。为了提高国家的综合竞争力,对纳米电子器件和纳米电子技术分析显得尤为重要。本文主要就纳米电子器件和纳米电子技术进行全面的分析。

【关键词】纳米电子器件;纳米电子技术;分析策略

引言:

随着科学技术的不断发展,微电子技术也在此过程中不断进步,甚至随着理论的进步不断地突破进入新的领域。将真空电子器件和纳米技术更好地融合起来,同时在内部融合一些精细加工技术和其他类型的工艺,将会有助于在今后形成一种新型的技术。

一、纳米电子技术产生的背景

早在20世纪就已经出现的纳米电子技术对我们的生活和工作已经产生了非常深远的影响。遵循摩尔定律的集成芯片电路每隔3年就已经以4倍的速度在增加,其尺寸在不断缩小的基础上持续运行了30年。电子元件的尺寸不断地缩小,使得集成电路集成的要求也变得越来越高。而在未来如何制造出更加低成本和低消耗的半导体芯片成了大家需要知道的当务之急。为了能够使得尺寸逐渐变小的电子器件能够运行的更加稳定,将纳米技术注入电子元件成为大势所趋。纳米级电子器件不仅器件的尺寸进一步减小,而且其最终的质量及将会和器件的量子性能有十分密切的关系[1]。与纳米电子器件相关的量子器件将能够通过电子波相位的控制来更好地实现相关的功能,并在此过程中拥有更高的速度和更低的消耗,从而从根本上解决日益严重的功耗问题。

二、纳米电子技术的基本概念

如今的光电子技术已经逐步向新兴的纳米光技术方向发展,而纳米光电子也在传统半导体材料发展的过程中不断地发展起来,最终成为新兴纳米电子学未来发展的新的趋势。纳米电子技术能够帮助研究所有纳米的结构中各个电子和光子相互作用的过程。并最终将光电子和纳米电子技术共同结合起来。作为一种新型的科学技术,纳米光电子技术是物理学和先进工程学结合的产物,也是目前基础上不断发展的产物。同时,纳米光电子技术作为纳米技术和电子技术的产物,其最终都能够让人类通过自己的意志来操纵单原子。常规的纳米光电子产品主要包括纳米电子器件和电子材料。

三、纳米光电子各个器件的分类

1、纳米光电技术探测器。纳米光电子材料在不断发展的过程中最终形成了纳米光电技术,这种技术又被用于制作纳米光电技术探测器中。而这种微型的探测器主要都是由纳米丝和各种不同类型的纳米棒组成的,红外探测器就是最常用的纳米光电技术探测器,在使用的过程中具有很高的灵敏度。2、纳米发光器件。通过引进纳米光电子和纳米光等基本材料,最终都能够研制出最新的纳米发光器件。从整体结构来看,主要可以利用纳米粒子等不同种类的材料来制作成一种能够发光的硅二极管,并在之后使用各种尺寸制作成为可以实现纳米发光的二极管。3、纳米显示器。常用的纳米显示器主要是由纳米管显示器和碳纳米发生显示器组成的。如今纳米电子学、纳米光子学和其他先进的微电子技术其极限的线宽都在70mm左右。这种先进技术的跨越通过几十年时间的研究就已经很好地完成了。而为了能够在最短的时间内更好地制作新兴器件,单原子的操作方式在其中发挥着重要的作用。此外,利用这种新兴的技术往往能够有效地提升计算机的计算能力,甚至可以在短时间内将计算机的计算速度提高上千倍。但是使用的计算机的功率却只有现在计算机的百万分之一。而使用纳米光电子技术往往能够将通信带宽的运行速度提高上百倍。

四、纳米电子技术未来的展望

1、新型电子元器件。据预测,电子元器件技术将会在未来的20年内飞速发展。而市场对新兴电子元器件的发展也提出了更高的要求,逐步走上了实用性发展的道路。包括单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、分子电子器件和其他新型的信息器件的研究也在此过程中不断地得以突破。未来的纳米电子技术将会不断地朝着超越摩尔定律和超越CMOS的方向发展,最终形成大规模纳米集成电路,对于未来数据存储和计算机的发展都会有很重大的影响。2、碳纳米管。碳纳米管也会是将来非常重要的一种纳米材料。完美六边形的构成是其重要的特点,且本身的重量也很轻。这样的结构使得其在使用的过程中拥有良好的导电性能、传热性能、光学性能和其他类型的性能。碳纳米管在纳米电子方面有着很重要的其他用途,在将来晶体管和电子元器件发展的过程中将会占据很重要的地位,完全能够实现高速和低能耗的有效目标。

五、结束语

本文分析了纳米电子技术产生的背景、纳米电子技术的基本概念和纳米光电子各个器件的分类,并在之后对纳米电子技术未来发展的趋势进行全盘的分析。而从上文的分析可以看出,纳米电子技术本身是一个具有巨大潜力且应用范围非常广泛的技术,相信在今后它一定能够在符合人类未来需求的基础上应用于其他科学领域,并更好地促进我国新一代信息技术发展。

参考文献

[1]张鉴.纳米电子技术的发展现状与未来展望[J].电子世界,2016(3):59-63

作者:李垚 单位:成都慧联天下信息技术有限公司