英國(guó)《自然》雜志28日發(fā)表了一項計算科學(xué)最新進(jìn)展：美國(guó)麻省理工學(xué)院團隊利用14000多個碳納米管晶體管，制造出16位微處理器，并生成(chéng)這(zhè)樣一條信息。其設計和制造方法克服了之前與碳納米管相關的挑戰，將(jiāng)爲先進(jìn)微電子裝置中的矽帶來一種(zhǒng)高效能(néng)替代品。
電子器件中所用的矽晶體管正達到一個臨界點，無法進(jìn)行有效擴展以推動電子學(xué)的進(jìn)步。而碳納米管是一種(zhǒng)潛在的可用于制造高效能(néng)器件的替代材料，又名巴基管，重量很輕，結構特殊——主要由呈六邊形排列的碳原子構成(chéng)數層到數十層的同軸圓管。目前碳納米管已經(jīng)表現出優異的力學(xué)和電學(xué)性能(néng)，但其自身的缺陷和可變性，限制了這(zhè)些微型碳原子圓柱體在大規模系統中的應用。
此次，麻省理工學(xué)院科學(xué)家馬克斯·舒拉克及同事(shì)設計和構建了一種(zhǒng)碳納米管微處理器，來解決這(zhè)類問題。他們利用一種(zhǒng)剝落工藝防止碳納米管聚合在一起(qǐ)，以防晶體管無法正常工作。此外，通過(guò)精細的電路設計，減少了金屬型碳納米管而非半導體型碳納米管的數量，後(hòu)者的存在不會影響電路的功能(néng)，從而克服了和碳納米管雜質相關的問題。
研究團隊將(jiāng)該微處理器命名爲“RV16X-NANO”，并在測試中成(chéng)功執行了一個程序，生成(chéng)信息：“你好(hǎo)，世界！我是RV16XNano，由碳納米管制成(chéng)。”
研究人員總結稱，鑒于這(zhè)個微處理器的設計和制造采用了行業标準，因此這(zhè)項研究爲超越矽的電子學(xué)指明了一個富有前景的發(fā)展方向(xiàng)。
總編輯圈點
一直以來，人們都(dōu)預測矽在芯片領域的主導地位可能(néng)會終結于碳納米管之手。因爲與傳統晶體管相比，後(hòu)者體積更小、傳導性更強，還(hái)支持快速開(kāi)關，性能(néng)和能(néng)耗表現都(dōu)遠遠好(hǎo)于傳統矽材料。但多年來，碳納米管一直未能(néng)走上實際應用之路，原因之一是它的生長(cháng)方式并不願意“受人控制”；其二是雜質問題，隻要存在少量金屬性碳納米管，就會損害整個處理器的性能(néng)。現在，盡管我們深知碳納米管替代傳統矽晶體管的日期仍需以10年爲單位計算，但最重要的一步已經(jīng)邁出，其給芯片領域帶來的革命，指日可待。