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发信人: eos (白杨), 信区: Science
标  题: 微电子技术发展新趋势
发信站: 紫 丁 香 (Wed Oct  7 18:18:57 1998), 转信

【 以下文字转载自 eos 的信箱 】
【 原文由 Wang 所发表 】
发信人: xeen (战略转移), 信区: Science
标  题: 微电子技术发展新趋势
发信站: BBS 水木清华站 (Fri Sep 11 19:07:26 1998)

李 建 明
　　有关人士不久前指出，微电子技术的发展趋势可能基于有机分子，而不是半导体。耶
鲁大学的电子工程教授马克·A·里德已研究了这种可能性。他领导的小组一直在研究夹
发信站: 日月光华站 (Thu Sep 17 11:37:40 1998) , 转信

在金属电极间的单个有机分子器件。里德说，现在生产几千只硅晶体管的成本还不到一便
士，但是在过去20年中
每个晶体管成本的急剧下降势头今后将开始减缓，如果要阻止这种苗头的出现，基于量子
效应的纳米技术可能成为解决该问题的手段。

　　里德和他的同事研究的电子器件仅有一米的十亿分之一宽，或大约相当于3个原子的
宽度。目前他们取得的成就代表着向建立比目前以硅为基础的系统更小、更快和更便宜的
计算机和传感器迈出了重要的一步。下一步是设计计算机芯片，芯片上的线条是由在烧杯
里生长的“自组织”有
机分子串形成的，这种线比目前已知方法生成的线条都窄得多。这种有机线将粘合在特殊
金属电极上，该电极是制造电子器件的一种关键技术突破，里德和耶鲁大学对此项技术持
有联合专利。这项研究可能导致新一代晶体管的诞生，它小到在一个烧怀里装的晶体管数
就比目前全世界现有的
晶体管总数还多。

　　自组合材料
　　是成功的关键
　　最近实验室测试的目标是对一个有机分子进行加工并测量通过它的电流。为此，里德
和他的合作者制作了一个机械上可控制的断裂结，其方法是将锯齿状金线粘贴在一块易弯
曲的基片上，然后折断金线以便形成一个可调节的间隙。在此之后，他们在两个金电极之
间通过两个“黏性”的
硫原子夹住一个苯分子。这种工艺需要苯分子在两个两极上“自组合”。

　　自组合是将来大规模生产这种可行性器件的关键。里德指出，目前的量子器件是利用
电子束光刻单独制造的，但是用这种方法要制造拥有几十亿个晶体管的芯片几乎是不可能
的。目前必须找到能自组织成量子器件的合适材料。里德说：“我们的目标是找到某些有
机分子，它们能结合形
成导电分子的基片，这一目标期望能在5年内实现。”

　　里德是最杰出的研究量子器件的人员之一，他在1988年发明的第一个量子点是利用光
刻在半导体基片上雕刻成的一个柱状物。他已利用他的经验制造出防止电子从某一方向或
所有的三维方向移动的器件。实际上，约束在一个极端薄的平面薄膜上的电子仅在两维方
向能自由移动，因为它
们不能垂直于平面移动。那些限制在非常细的量子线上的电子仅在一维方向上自由移动，
然而陷入一个量子点的电子完全不能移动。里德说，可想像的最小晶体管将是在一个电路
中相连接的量子点，每一个点保持一个电子。

　　潜在的应用
　　这种技术未来可能应用于制造由几十亿个量子晶体管组成的“智能”计算机，这些晶
体管重新组合相互连接在一起，使每个晶体管的功能就像大脑中的一个神经元。它甚至可
以把电子学与生物系统相结合，促使受损的神经通过多孔的量子计算机芯片再生长，使人
的大脑可以与假肢连接
。某些研究已经在寻求将这种技术应用到以半导体为基础的组件上。

　　可以推测，由有机分子或半导体构成的先进量子器件可以形成能够吸收和发射按设计
者规定的任何波长的光的材料，并且可以成为比现在的激光器更有效、更精确的半导体激
光器的基础。

　　里德强调指出，应用在光盘和灵敏微波接收器(卫星接收天线)上的激光二极管都是20
年前开发的量子技术的简单应用。

　　里德指出，从晶体管问世到科学家研制出集成电路经历了10年时间，把用电子复合物
制作的量子器件制成有用的设备也可能需要10年。其成功不仅意味着革命性的变化，还意
味着计算机技术的革命性飞跃。


※ 来源:·日月光华站 bbs.fudan.edu.cn·[FROM: 202.120.242.145]
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