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沙龙第104期活动报道——“纳米电子器件的研究”探讨
丁宗玲 | 09-04-30 | 【 【打印】【关闭】

2009年4月17日,在光电大楼学术沙龙中心举行了第104期沙龙活动。丁宗玲博士研究生主持了活动,十余名科研人员进行了广泛深入的讨论。科技委主任匡定波院士特邀参加并在活动中对某些学术问题进行了评论。 以下为纳米电子器件的发展情况及其应用前景介绍:

过去半个多世纪的历史表明,电子器件的发展,对人类社会的进步起着巨大的推动作用.从真空电子管的发明到晶体管的出现,从集成电路的诞生到大规模集成电路、超大规模集成电路的广泛应用,每一代小型化电子器件的出现,都带来了电子技术的革命,推动了电子科技的迅速发展,也促进了其他科技和社会生产的进步。特别是以微电子器件为基础的高速计算机的出现和个人计算机的广泛应用,使人类社会进入了计算机时代促进计算机时代继续发展的一个重要因素是微电子器件的集成度不断提高,其芯片上的功能元件尺寸不断减小。近30多年来,微电子制造技术的革命极大地促进了信息技术的迅猛发展。根据重所周知的摩尔定律,集成在一块芯片上的晶体管的数量大约每两年增加一倍。但根据预测,在未来10年到50年,集成电路芯片将达到其经典尺度极限,体积不可能再缩小,进而无法满足信息处理的需求。而分子电子学为延续摩尔定律提供了革新的机会。分子电子学是多学科交叉前沿领域。其研究目标是利用有机分子/高分子等相关材料,研究与开发具有极快响应速度、极大信息容量和极高转换效率的新型材料与器件,在信息科学与技术领域推动新的发展。有机(包括有机小分子、有机配合物、有机高分子及有机/无机复合物)信息材料与器件的探索与研究已成为当前国际上十分活跃的领域。

功能元件尺寸达到纳米量级(1—1O0nm)的集成器件不再遵循传统微电子学的基本运行规律,电子的波动性、量子效应等在此类器件中起重要作用,传统的微电子工艺也将受到严重的挑战。近年来,纳米电子器件的制备与测量获得了很多重大技术突破,揭示电流输运机制的理论工作也得到了长足发展。自19世纪80年代以来,纳米技术获得了迅猛发展。纳米电子器件的速度,集成度等相较于微电子器件有很大的提高。在纳米尺度下,量子效应将占支配地位。纳米材料表现出的不同于体材料的新现象和新效应将为器件发展提供新的机遇和挑战。由于其丰富的物理和化学特性,纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点,是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科学与技术中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。因此研究这些材料特殊性能产生的机制以及对人工低维结构器件的电子结构的研究,无论是从试验还是理论计算方面考虑,都具有非常重要的研究意义。

随着理论研究的进一步深入和制作工艺的不断发展,纳米电子学将继续对人类社会的进步起到更加重要的作用。

 

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