科學:原子發現為更環保,更快,更小的電子電路打開了大門!
最近,由UAlberta物理學家羅伯特·沃爾科(Robert Wolkow)領導的一組研究人員發現了解開綠色,更快,更小的電子電路潛力的關鍵一步。
研究小組找到了一種方法來刪除和替換那些阻礙新革命性電路設計工作的異地原子。這推出了一種用於普通電子產品的新型矽晶片,例如我們的手機和電腦。
「第一次,我們可以釋放出原子尺度固有的強大特性,」Wolkow解釋道,並指出在原子尺度下工作時矽片上的印刷錯誤是不可避免的。「我們正在製造接近完美但不完全存在的東西。現在我們有能力進行校正,我們可以確保完美的模式,這使得電路工作。正是這種在原子尺度上編輯的新能力完全不同。「
想像一下輸入錯誤以及返回並將其白化並再次完美輸入的能力。現在想像一下,白色實際上是單個氫原子,允許以前無法達到的精確度。
「我們可以準確地刪除任何錯誤,並在正確的位置重新列印原子。它甚至不是像白色那樣的妥協,你要麼有粘性層或壓痕。它實際上是完美的,」Wolkow說,他與大學的科學家一起工作艾伯塔省,國家研究委員會和昆騰矽業公司
科學家已經看到許多暗示原子電路是觸手可及的。然而,以前只有必須保持在超低溫度的簡單材料才能達到必要的精度,這對於計算機和個人數字設備所要求的日常應用來說是不切實際的。Wolkow和他的團隊已經發現了確保室溫穩定性的方法和材料,以及他和世界上其他科學家幾十年來一直在努力克服的挑戰。
Wolkow的研究生Roshan Achal和Taleana Huff與博士後Moe Rashidi一起展示了他們可以通過對今天電路中使用的相同矽晶片的改進方法來克服這些障礙。雖然他們之前已經提高了原子矽印刷的準確性,但錯位原子形式的錯誤總是發生在1%的水平上。雖然放置誤差很小 - 大約三分之一納米 - 但它們大到足以擾亂電路操作。
學生們創造了一個可靠的程序,用原子級尖銳的探針拾取單個氫原子,並取代一個或多個氫原子,以完全消除原子印跡錯誤。
隨著他們的新發現,超低功率原子電路的許多剩餘挑戰也被抹去了。Wolkow,Achal和Huff的發現已在學術論文「Atomic Whiteout」中被捕獲,該論文出現在科學雜誌ACS Nano中。