纳米电子技术的现状及未来展望

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1、纳米电子技术的现状及未来展望　　摘要：随着纳米技术的发展，微电子技术突破了发展的瓶颈，集成电路设计和制作方法了取得了非常好的成效。可以说纳米电子技术是一场新的电子技术革命，虽然纳米技术发展的时间较短，但随着各种独特的纳米电子产品的产生，掀起了人类认识上的新突破。纳米电子技术研究是提升国家核心竞争力和抢占科技制高点的战略选择，是我国实现信息科学技术跨越发展的主要途径。本文主要介绍纳米电子技术的现状和未来展望，旨在抛砖引玉，开启纳米电子技术的神秘大门。　　关键词：纳米；电子技术；现状；发展　　进入第二十一世纪以来，专家们认识到，纳米技术将作为科学技术的领先优势，为纳米技术的深入研究，纳米电

2、子技术可能带来革命性的突破，新技术的发展和应用。纳米电子元件的速率非常高，可用于高度集成的器件，且能耗低，具有一定的节能效果，现已广泛应用于信息技术领域，已成为信息技术产业的关键技术。目前，纳米电子技术的研究还不够深入，应用还不够，但纳米电子技术具有很强的应用潜力和较强的应用前景。目前，对纳米电子技术产品的研究主要包括纳米电子器件和纳米电子材料，这些产品不仅功能齐全，而且性能良好。　　1纳米电子技术产生的概述　　1.1纳米技术产生的背景　　1.1.1微电子技术遇到挑战6　　20世纪有很多重大的发明，电子器件是其中对我们生活和工作最具有深远影响的发明之一。集成电路芯片的发展基木上遵循了摩

3、尔定律，即每隔3年集成度增加4倍，特征尺寸缩小2倍微电子产业已沿着摩尔轨道运行了30余年。　　21世纪微电子技术仍在快速发展，但是它遇到了严峻的挑战。随着电子元件尺寸的不断缩小，集成电路的集成度也要求越来越高，在未来若干年如何制造出具有更低功率消耗、更低成木、更小尺寸及更稳定更好性能的半导体芯片就成了摆在我们而前的当务之急。　　1.1.2纳米电子技术的产生　　为了能够产生较低的功耗，降低到木材，更小的尺寸和更稳定的半导体芯片的电子器件的性能更好的纳米器件和纳米电子技术应运而生。它解决了微电子技术的问题：纳米电子器件不仅是微电子器件的尺寸进一步减小，更重要的是他们的工作将取决于器件的量子

4、特性，所以他们也被称为量子器件。它主要是通过对电子波相位的控制来实现一定的功能，因此，量子器件具有较高的响应速度和较低的功耗，将从根本上解决日益严重的功耗问题。　　1.2纳米电子技术的定义　　纳米电子技术是一种新的科学技术，作为现代物理学和先进工程技术相结合的产物，是基础研究和应用的产物，是纳米技术和电子技术的产物，其最终目的是实现人类可以根据自己的意志来进行单原子操纵，纳米电子产品包括纳米电子器件和电子材料。　　2纳米电子技术的发展现状6　　2.1纳米电子材料的应用　　目前大多数纳米材料包括：纳米硅薄膜、纳米硅材料以及纳米半导体材料。其中，纳米硅材料最具有技术优势，非常符合新世纪人类

5、对电子技术的发展需求。硅电子材料的技术相较于其他材料的优势在于：　　1.能耗低、准确可靠、运行时间较短、不易受外界的环境影响。　　2.得益于科技的保证和不断地开发研究应用，使得其成本价钱有所降低。　　3.由于其短距离的分子间距，使得硅电子材料在运行过程中，反应速度很快，这就从另一方面降低了材料能耗，提高工作效率。　　2.2纳米电子元件的应用　　纳米电子元件问世之前，电子元件经过了集成元件、超大规模集成元件两个发展历程，因此，纳米电子元件是在“两位前辈”的发展基础上开发出来的。　　随着集成规模的不断扩大，电子元件的尺寸却要越做越小，要达到纳米尺寸的范围（0.1-100nm），例如刚刚面试

6、的单电子晶体管，它的一个电子信号就代表了一位信息的数据，意思就是晶体管的尺寸要小到极致，从而颠覆了现代电子技术的高集成、高速度下，一定要高能耗的格局。　　2.3纳米电子技术应用于现代科学　　纳米电子技术的发展有助于细微部位的研究，而这些细微之处通过普通显微6　　镜是无法做到的，纳米电子技术的应用还能有助于纳米传感器的发明，通过纳米传感器可以观察到生化反应的各种不同的化学信息以及电化学信息。　　纳米电子学作为新技术交叉口的生物医学和电子技术，具有极大的开发利用价值，其研究潜力是无限的。结合生物医学电子作为生物医学和电子的两大主题，在生物医学电子设备的集成和小型化方向的研究有很大的发展空间

7、，本研究主要是基于微电子器件的发展，当器件的规模发展到原子或分子水平的大小，人们对于微小生物的研究将进入一个前所未有的新阶段。　　3纳米电子技术的未来展望　　3.1新型电子元器件　　电子元器件技术将会在未来10至20年飞速发展，而市场对新型的电子元器件在不断提出要求，电子元器件技术将需要不断适应市场的要求，走向实用性。单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、纳米尺度MOS器件、分子电子器件、自旋量子器件、单原子开关等新型信息器件的研究将