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1、纳米材料和技术在电子信息领域的应用进展,纳米材料和技术在电子信息领域的应用进展,报告内容,研究背景,1.,应用进展,2.,总结与展望,3.,报告内容研究背景1.应用进展2.总结与展望3.,报告内容,研究背景,1.,应用进展,2.,总结与展望,3.,报告内容研究背景1.应用进展2.总结与展望3.,1974年，Taniguchi最早使用纳米科技一词描述精细机械加工70年代末，德雷克斯勒成立了纳米科技研究小组,研究背景,1990年IBM公司在镍表面排出“IBM”1991年人类发现碳纳米管1998年制备成功量子磁盘1999年研制成功100nm芯片，同年纳米技术逐步走向市场,1981年相继发明了扫描隧道
2、显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等微观表征和操纵仪器。1990年第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩召开，标志着纳米科学技术的正式诞生。,纳米技术发展历程,90年代后到现在,70年代,诺贝尔奖获得者理查德费曼发表题为 There is Plenty fo Room at the Bottom的演讲，预示着纳米技术的出现,1974年，Taniguchi最早使用纳米科技一词描述精细机,研究背景,物质达到纳米尺度出现的各种效应,表面效应,小尺寸效应,宏观量子隧道效应,量子尺寸效应,研究背景物质达到纳米尺度出现的各种效应表面效应小尺寸效应宏观,研究背景,图1 纳米器件的分类,研究背景图1
3、纳米器件的分类,报告内容,研究背景,1.,应用进展,2.,总结与展望,3.,报告内容研究背景1.应用进展2.总结与展望3.,抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料以及包括化学探测、生物探测、单分子探测在内的新型方法,产生氢、有效利用太阳能、降解有机物、处理尾气、治理污水等,微处理器、存储器、传感器功能更优越体积更小,家电、纺织和建材产品更坚固、更持久耐用而且成本更低,应用进展,传统制造业,电子信息领域,生物科技和医学,能源与环保,航空与航天,纳米材料技术的应用领域,癌细胞探测、基因诊断和治疗、新药的制造和药物靶向技术、人工组织和器官的制造,抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料以及包括化学探测、生物探测、
4、,应用进展,1、单电子晶体管,A.Bachtold等人关于碳纳米管三极管的研究工作Science V294,1317(2001),图2 碳纳米管构建的三极管（左）单根SWCNT三极管的原子力显微镜像；（右）结构剖面图,应用进展1、单电子晶体管A.Bachtold等人关于碳纳米管,应用进展,1、单电子晶体管,图3 碳纳米管三极管的I-Vg特性（室温测量），虚线为理论计算结果,图4 纳米管三极管室温对于不同 Vg的I-VSD特性,应用进展1、单电子晶体管图3 碳纳米管三极管的I-Vg特性图,应用进展,2、单电子存储器,图5 利用纳米硅颗粒制备的窄通道单电子存储器,应用进展2、单电子存储器图5 利用
5、纳米硅颗粒制备的窄通道单电,应用进展,3、纳米开关,图6 轮烷分子开关,图7 扭曲开关,应用进展3、纳米开关图6 轮烷分子开关图7 扭曲开关,应用进展,4、纳米电路,图8 实验装置图,图9 STM下纳米金粒子形貌图,应用进展4、纳米电路图8 实验装置图图9 STM下纳米金粒子,应用进展,4、纳米电路,图10 分子电导随外加偏压的变化曲线,图11 电子输运示意图,应用进展4、纳米电路图10 分子电导随外加偏压的变化曲线图1,应用进展,1992年16MB芯片3200万个元件,小规模集成电路SSI-100个元件,90年代到现在,20世纪5060年代,5、纳米芯片,中规模集成电路MSI-1000个元件
6、,2000年英特尔公司研制成功30nm晶体管芯片,应用进展1992年16MB芯片3200万个元件小规模集成电路,应用进展,5、纳米芯片,这款45nm 芯片拥有153Mbit容量，内置了10亿晶体管，而面积只有110平方毫米。其晶体管的面积为0.346平方微米，只有65nm制程产品的一半。据称，45nm技术将使芯片减少五倍漏电，晶体管密度提高1倍。,图 45nm晶圆近照,图 45nm晶体管,应用进展5、纳米芯片这款45nm 芯片拥有153Mbit容量,报告内容,研究背景,1.,应用进展,2.,总结与展望,3.,报告内容研究背景1.应用进展2.总结与展望3.,总结与展望,纳米技术对微电子科学与技术发展的影响是巨大的，纳米器件突破了传统电子器件的工作机理，它利用量子效应来构筑电子器件、量子器件和运用分子中的电子行为组成分子电器件。随着纳米器件的发展与应用，纳米电子学时代的到来已初现端倪，由微电子学向纳米电子学的新跃进已经开始。,总结与展望 纳米技术对微电子科学与技术发展的影响是巨大,
