В течение многих лет звонил материал, тантал азотируют, сформировал защитный слой в проводах чипа.Теперь ведомый Стэнфордом эксперименты демонстрируют, что различный материал вкладывания в ножны, графен, может помочь электронам бежать стремглав через крошечные медные провода в жареном картофеле более быстро.
Графен – единственный слой атомов углерода, устроенных в сильной все же тонкой решетке. Стэнфордский инженер-электрик H.-S.
Филип Вонг говорит это, скромная фиксация, используя графен, чтобы обернуть провода, могла позволить транзисторам обмениваться данными быстрее, чем в настоящее время возможно. И преимущества использования графена стали бы больше в будущем, в то время как транзисторы продолжают сжиматься.«Исследователи сделали огромные шаги в отношении всех других компонентов в жареном картофеле, но недавно, не было больших достижений по улучшению работы проводов», сказал он.Вонг возглавил команду шести исследователей, включая два из Висконсинского университета в Мадисоне, который представит их результаты на Симпозиумах Технологии VLSI и Схем в Киото, ведущем месте проведения промышленности электроники.
Линг Ли, аспирант в электротехнике в Стэнфордском и первом авторе научно-исследовательской работы, объяснил, почему изменение внешней обертки при соединении проводов может оказать такое большое влияние на работу чипа.Это начинается с понимания двойной роли этого защитного слоя: это изолирует медь от кремния на чипе, и также служите, чтобы провести электричество.На кремниевых чипах транзисторы действуют как крошечные ворота, чтобы включить электроны или прочь.
Та функция переключения состоит в том, как транзисторы обрабатывают данные.Медные провода между транзисторами транспортируют эти данные, как только они обработаны.
Материал изоляции – в настоящее время тантал азотирует – мешает меди мигрировать в кремниевые транзисторы и отдавать им нефункциональный.Почему выключатель к графену?Две причины, начинающиеся с непрерывного желания продолжать делать электронные компоненты меньшими.
То, когда Стэнфордская команда использовала самый тонкий слой тантала, азотируют, должно было выполнить эту функцию изоляции, они нашли, что отраслевой стандарт был в восемь раз более толстым, чем графеновый слой, который сделал ту же самую работу.У графена было второе преимущество как защитное вкладывание в ножны, и здесь важно дифференцироваться, как этот внешний слой функции в проводах чипа против домашнего хозяйства телеграфирует.В проводах дома внешний слой изолирует медь, чтобы предотвратить смерть от электрического тока или огни.В чипе слой вокруг проводов – барьер, чтобы препятствовать тому, чтобы медные атомы пропитали кремний.
Если бы это должно было произойти, то транзисторы прекратили бы функционировать. Таким образом, защитный слой изолирует медь от кремнияСтэнфордский эксперимент показал, что графен мог выполнить эту роль изоляции, также служа вспомогательным проводником электронов. Его структура решетки позволяет электронам прыгать от атома углерода до атома углерода прямо вниз провод, в то время как эффективно содержащий медные атомы в медном проводе.
Эти преимущества – тонкость графенового слоя и его двойной роли изолятора и вспомогательного проводника – позволяет этой новой проводной технологии нести больше данных между транзисторами, ускоряя полную работу чипа в процессе.В сегодняшнем жареном картофеле преимущества скромны; графеновый изолятор повысил бы скорости провода с четырех процентов до 17 процентов, в зависимости от длины провода.
Но поскольку транзисторы и провода продолжают сжиматься в размере, выгода ультратонкого все же проводящего графенового изолятора становится больше. Стэнфордские инженеры оценивают, что их технология могла увеличить скорости провода на 30 процентов в следующих двух поколенияхСтэнфордские исследователи думают, что обещание более быстрого вычисления побудит других исследователей быть заинтересованными проводами и поможет преодолеть некоторые препятствия, должен был взять это доказательство принципа в обычную практику.
Это включало бы методы, чтобы вырастить графен, особенно выращивая его непосредственно на провода, в то время как жареный картофель выпускается серийно. В дополнение к его сотруднику Висконсинского университета профессору Майклу Арнольду Вонг процитировал профессора Университета Пердью Жихонга Чена. Вонг отметил, что идея использовать графен в качестве изолятора была вдохновлена профессором Корнелльского университета Полом Мсеуеном и его новаторским исследованием в области основных свойств этого чудесного материала.
Александр Баландин Калифорнийского-университета-Риверсайда также сделал вклады в использование графена в жареном картофеле.«Графену обещали приносить пользу промышленности электроники в течение долгого времени и использованию его, поскольку медный барьер – возможно, первая реализация этого обещания», сказал Вонг.
Ведомые Стэнфордом эксперименты спонсировались частично Центром ИЗВЕСТНОСТИ STARNET, Национальным научным фондом и Стэнфордской Инициативой для Наноразмерных Материалов и Процессов.