纳米电子技术的发展与展望new

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1、纳米电子技术的发展与展望刘长利ａ，沈雪石ａ，张学骜ｂ，刘书雷ａ（国防科技大学ａ．武器装备发展研究中心；ｂ．理学院，长沙４１００７３）摘要：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。阐述了纳米电子技术研究的重要地位，梳理了纳米电子技术的主要研究方向和关键技术，重点研究了纳米电子技术的最新发展动向，并对其发展前景进行了展望。认为纳米电子技术是微电子技术发展的必然趋势，是催生新型信息器件的重要温床，是实现量子计算的主要途径。新型电子元器件的不断涌现，有望使摩尔定律得到延续和扩展

2、，石墨烯研究的突破将可能使碳基ＣＭＯＳ逐渐取代硅基ＣＭＯＳ，碳纳米管的发展将使纳米集成电路走向应用，忆阻器将可能取代晶体管。关键词：纳米电子技术；纳米电子器件；石墨烯；碳纳米管；忆阻器中图分类号：ＴＮ４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－４７７６（２０１１）１０－０６１７－０６ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＮａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａ，ＳｈｅｎＸｕｅｓｈｉａ，ＺｈａｎｇＸｕｅａｏｂ，ＬｉｕＳｈｕｌｅｉａＬｉｕＣｈａｎｇｌｉ（ａ．ＡｒｍａｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ；ｂ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳ

3、ｃｉｅｎｃｅ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｔｈｅｓｔｒａｇｅｔｉｃｃｈｏｉｃｅｏｆｐｒｏｍｏｔｉｎｇｋｅｙｃｏｍ－ｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｓｅｉｚｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍａｎｄｉｎｇｈｅｉｇｈｔｓｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｉｔ＇ｓａｍａｉｎａｐ－ｐｒｏａｃｈｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｌｅａｐｉｎｇ－ｏｖｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ

4、ｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｔａｔｕｓ，ｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎａｒｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｔｈｅｎａｔｕｒａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｏｆｎｅｗｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄ

5、ｅｖｉｃｅｓａｎｄｍａｉｎｗａｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｑｕａｎｔｕｍｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｔｈｅｅｍｅｒｇｉｎｇｎｅｗｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｒｅｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｃｏｎｔｉｎｕｅａｎｄｅｘ－ｔｅｎｄＭｏｏｒｅ＇ｓＬａｗ．Ｔｈｅｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｉｎｔｈｅｇｒａｐｈｅｎｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｇｒａｄｕａｌｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄＣＭＯＳｂｙｃａｒｂｏｎ－ｂａｓｅｄＣＭＯＳ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｗｉｌｌａｃｃｅｌｅ－ｒａｔｅｔｈｅｐ

6、ａｃｅｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒＩＣｓ．Ｍｅｍｒｉｓｔｏｒｓｃｏｕｌｄｒｅｐｌａｃｅｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅ；ｇｒａｐｈｅｍｅ；ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ；ｍｅｍｒｉｓｔｏｒＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－４７７６．２０１１．１０．００１ＥＥＡＣＣ：２５００收稿日期：２０１１－０５－２０Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｃｈａｎｇｌｉ１２３＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ２０１１年１０月微纳电子技术第４８卷第１０期

7、６１７刘长利等：纳米电子技术的发展与展望义可能比晶体管取代真空电子管的意义还要大。此０引言外，纳米电子因其特有的物理效应，更易于与光电纳米电子技术是在纳米尺度（１～１００ｎｍ）研究子、生物、机械等技术融合发展，可以制成光电器物质的电子运动规律、特性及其应用的科学技术，件、分子器件、纳机电系统、纳米机器人等，将导并利用这些特征规律生成纳米电子材料、器件和系致信息领域及整个科学技术领域出现重大突破，对统。纳米电子器件以其固有的超高速（１０－１２人类生产和生活方式产生革命性影响。～－１３１０ｓ）、超高频（大于１０００ＧＨｚ）、高集成度１．３

8、实现量子计算的主要途径（大于１０１０元器件／ｃｍ２）、高效低功耗、极低阈值电纳米电子技术的发展有助于构筑新型纳米量子流密度（亚毫安）和极高量子效率等特点在信息领器件，如单电子晶体管、自旋电子存储器、单原子域有着极其重要的