نانو محافظ ، نانوساختارها ، مبانی ، پارامترها

نانو محافظ

در این مقاله ، نانوساختار اساسی به تفصیل توضیح داده شده است. پارامترهای مختلف مانند ترانزیستور ، اتصال و معماری نیز به تفصیل توضیح داده شده است. روشهای اجرایی و روشهای تولید نیز به تفصیل توضیح داده شده است.

همانطور که از این اصطلاح معلوم است ، نانو مدارهای مدارهای الکتریکی اساسی هستند که در مقیاس نانومتر طراحی و کار می کنند. حتی اگرچه ، نانوسرشت پردازنده ای که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد میلیارد برابر کوچکتر باشد ، عملکرد با کارایی شاید بالاتر باشد. بنابراین صدها نانو محافظ می توانند به یکدیگر اضافه شوند تا یک پردازنده با کارایی بالا و بسیار کارآمد را تشکیل دهند. در مورد نانو محافظ ، آن را به طور عمده سه مؤلفه اساسی تشکیل می دهد. آن ها هستند

۱٫ ترانزیستورها

 

ترانزیستورها در اکثر مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا در تقویت سیگنال های ضعیف و تبدیل آنها به نقاط قوی ، روشن یا خاموش کردن جریان از طریق مدار و همچنین در جهت جریان الکتریسیته کمک می کنند. ترانزیستورهای مورد استفاده در مدار الکترونیکی از سیلیکون ساخته شده اند زیرا ماده به راحتی بین حالتهای رسانا و غیر رسانا جابجا می شود. هنگامی که نانوساختارها به دست می آیند ، سیلیکون با ساختارهای معدنی یا مولکولهای آلی در مقیاس نانو جایگزین می شود.

۲٫ بهم پیوسته

 

اتصالات ارتباطی به اتصالات بین ترانزیستورها و سیمهای دیگر در یک دستگاه یا تراشه واحد اشاره دارد. این ارتباطات فقط با کمک عملیات منطقی و ریاضی قابل انجام است. ترانزیستورهای داخل یک نانوسراکت با کمک نانوسیمی که ضخامت آنها تنها ۱ نانومتر است متصل می شوند. این نانوسیم ها از نانولوله های کربن ساخته شده اند. اما اخیراً محققان با ادغام ترانزیستورها در آن توانستند نانوسیمها را توسعه دهند. بنابراین دشواری در اتصال ترانزیستورها به سمت نانوسیمها بر طرف شده است.

۳٫ معماری

 

معماری نانو محافظ در اصل طراحی دستگاه است و در مباحث فوق قبلاً مورد بحث قرار گرفته است. از آنجا که این مدار از نظر طبیعت بسیار ناچیز است ، می توانند نقایص بیشتری داشته باشند. با کمک یک ساختار خوب که با دروازه های منطق زائد ترکیب شده است ، می توان کل طراحی را در سطوح بیشتری از تراشه تنظیم کرد. بنابراین ، مشکلاتی که در آینده رخ می دهند می توانند به راحتی تعمیر شوند.

نانو محافظ

 

روشهای زیادی برای پیاده سازی نانوساختارها به بهترین وجه ممکن مورد آزمایش قرار گرفته است. برخی از روشهای متداول که مورد آزمایش قرار گرفته اند

• اتومات های سلولی کوانتومی نقطه
• ترانزیستورهای تک الکترون و
• دستگیره های عرضی نانو

اما محققان اکنون بیشتر علاقه مندند که نانوساعت را با دستگاه های نیمه هادی مانند MOSFET ترکیب کنند. از آنجا که MOSFET در اکثر طرح های مدار آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود ، کاهش ارزش آنها در آینده آینده از اهمیت بسیاری برخوردار خواهد بود.

از بین تمام FET ، کاهش نانو مقیاس با ترانزیستور تأثیر میدان کانال عمودی سطح مقطع دایره ای موفق تر بود.

شرکتی به نام nanosys توانست با استفاده از نانوسیمها کانال جانبی را در FET ایجاد کند تا بسترها را طراحی کند. این نانوسیم ها با استفاده از روش های مختلف تراز و رسوب بر پایه محلول ساخته شده اند. اگرچه اندازه کل چنین مؤلفه ای به اندازه یک FET نانوسیم کاهش نمی یابد ، قابلیت اطمینان مواد بسیار بالاتر بود. همانطور که معمول فرآیندهای ساخت برای چنین طرحی کافی هستند ، چاپ حجم عظیم می تواند به راحتی با هزینه های مناسب انجام شود. چنین FET را می توان با رسوب درجه حرارت پایین ساخته و از این رو می تواند به عنوان بستر حامل ترانزیستورها استفاده شود. این ویژگی در ساخت دستگاههای الکترونیکی مختلف مانند کاغذ الکترونیکی ، صفحه نمایش صفحه تخت قابل خمش و همچنین سلولهای خورشیدی با مساحت گسترده کمک می کند.

روشهای تولید نانو محافظ ، نانوساختارها

 

مبانی نانوساختارها و تولید آن عمدتا به قانون مور بستگی دارد.

این قانون برای ارتباط تعداد ترانزیستورهایی که با سرعت محاسبات آن می توان به یک سیلیکون IC اضافه کرد ، استفاده می شود. اگر ترانزیستورهای بیشتری اضافه شوند ، سرعت محاسبات سریعتر است.

این دلیل اصلی تولید نانوساختارها به گونه ای است که می توان میلیاردها ترانزیستور بیشتر در یک تراشه واحد برای ایجاد یک کامپیوتر فوق العاده ادغام شدند. تنها مشکلی که با چنین طراحی براق بوجود می آید ، نقص در ترانزیستور است. از این رو حساسیت بیشتری نسبت به پرتوهای کیهانی ، تداخل الکترومغناطیسی و همچنین تغییرات دما ، بیشتر از تراشه های بزرگتر دارند.

از آنجا که این ترانزیستورها از نزدیک بسته بندی می شوند ، ممکن است تعداد سیگنال های ناخواسته افزایش یابد و مشکلات تداخل ایجاد شود. حتی گرمای تولید شده برای از بین بردن دشوار است. مشکل دیگر تونل زنی بر روی موانع عایق کاری و مشکلات ساخت آن است که باعث کاهش کارایی دستگاه می شود.

با توجه به همه این دلایل ، تأخیر در انتشار رسمی نانو محافظ در بازار به وجود خواهد آمد و عمدتا تا سال ۲۰۱۶ آماده خواهد شد. اما برای تولید چنین دستگاه هایی ، سرمایه گذاری ها باید تا ۲۵۰ میلیارد دلار باشد. احتمالاً اصل قانون مور نیز کاهش می یابد زیرا آینده ای وجود خواهد داشت که سرعت رایانه ها به حداکثر سطح برسد.