Zukünftige Computerchips könnte selbst zusammenbauen

Die Grund-Computer haben unermüdlich an der macht vorangebracht.
im Laufe der Jahre ist, weil die Schaltung im Laufe der Zeit immer weniger gewachsen ist,
so dass Intel und andere mehr packen auf Mikrochips. Jedoch diese
Funktionen werden jetzt immer so klein, dass bald der Prozess, der seit
verwendet, um für die letzten 50 Jahre wird nicht mehr funktionieren.

Derzeit, Mikrochips
werden Schicht für Schicht durch einen Prozess namens aufgebaut,
Photolithographie. Eine Schicht aus Silikon, Metall oder einem anderen material
Das macht auf die Schaltung auf einem Chip abgelegt und mit beschichtet
ein lichtempfindliches Material namens ein Photoresist.

Licht, das durch eine Art Schablone – eine "Maske"-Projekte ein
detaillierte Muster auf den Fotolack, die verhärtet, wo es ist
ausgesetzt. Die ungehärteten Fotolack ist weggespült, und Chemikalien Ätzen
entfernt das darunter liegende nackte Material.

Eine physikalische Barriere

Das Problem ist jetzt, dass Chip-Funktionen deutlich kleiner als sind
die Wellenlänge des sichtbaren Lichts verwendet, um sie zu machen. Der Mikrochip
Industrie entwickelte sich eine Reihe von Tricks, um Licht zu erzeugen
kleiner als ihre eigene Wellenlänge, aber diese Muster funktionieren nicht mehr
wie Schuppen unter rund 40 Nanometer. Zum Vergleich: ein menschliches Haar
beträgt etwa 100.000 Nanometer breit.

Ein möglicher Weg weiterhin schrumpfen Chip-Funktionen wäre
bauen Sie Elektronik von unten mit Komponenten, die bereits auf
klein, anstatt zu versuchen, kleine Features in etch relativ große
Stücke der Materie von oben nach unten.

Das Problem jedoch ist, dass die Moleküle, die in montieren werden
Diese Schaltungen benötigen eine Art von Vorlage zu Linie auf und machen
solche Vorlagen können relativ schwerfällig sein.

Zum Beispiel können Elektronenstrahlen Gräben in Mikrochips generieren.
Diese Kanäle sind viel kleiner als jene, die Licht erzeugen kann
Da Elektronen verschwindend kleiner als Wellenlängen sind
Licht. Während jedoch Licht glänzen durch eine Maske und setzen ein
gesamte Chip hat auf einmal ein Elektronenstrahl über hin und her bewegen
die Oberfläche eines Chips, ähnlich wie eine Schreibmaschine Drucken Zeile nach Zeile
der Text. Das macht so genannte Elektronenstrahl-Lithographie langsamer und
deutlich weniger effizient und teurer als herkömmliche
optische Lithographie.

Ein neues Herstellungsverfahren

Jetzt haben Forscher am MIT einen entscheidender Schritt in Richtung Herstellung genommen.
selbstorganisierende Systeme weitaus praktischer. Verwendung der Taste
Elektronenstrahl Lithographie weit sparsamer.

Anstatt Linien mit Elektronenstrahlen, verwendeten die Forscher Sie
nur um stubby, Säulen der Silica Glas nur 35 Nanometer hohen und
10 Nanometer breit auf einem Silizium-Chip.

Der Chip ist bedeckt mit einem Material, das bei Kontakt mit der
Elektronenstrahl verwandelt sich in Glas, und der Rest des Materials ist
weggespült. Solche Zeilen von Punkten konnte in ein Dreißigstel oder selbst hergestellt werden
ein Hundertstel, die weniger Zeit als durchgezogene Linien erfordern würde, die Forscher
erklärt.

Diese Spalten dienen als Hitching Pfosten für Polymere – lange Ketten von
ähnlichen Molekülen – hinterlegen die Forscher auf dem Mikrochip. Diese
Polymere können dann spontan selbst in Muster sinnvoll organisieren
im Schaltungsentwurf, z. B. Streifen 17 Nanometer breit sowie
Serpentinen, Kurven und Kreuzungen.

Diese Arrays können mit Gas-elektrisch geladenen geändert werden
dienen Sie dem gleichen Zweck, der in Photoresists Do gehärtet
Fotolithografie – das Material unter ihnen während der Schutz ist die
Rest des Materials wird weggeätzt helfen Schaltkreise zu produzieren.

Es ist ein bisschen wie "Verbinde die Punkte", erklärt Forscherin Caroline Ross, ein Materialwissenschaftler am MIT.

"Wir haben gerade genug Punkte zu setzen, damit das Polymer wo weiß es lang geht
"weiter". Es ist eine Kombination aus Top-Down-, mit der Elektronenstrahlen und
Bottom-Up mit der Selbstmontage. "

Wie Öl und Wasser

Die Mikrochips der Zukunft könnte dazu beitragen, sich mit versammeln eine
neu entwickelte Technik, die Moleküle zu arrangieren lassen könnte
selbst in kleinen Schaltungen, sagen Wissenschaftler.

Die Forscher verwendeten zwei verschiedene Arten von Polymeren-Polystyrol,
gefunden Sie in Styropor und oft in Plastikbechern und PDMS, eine Art von Silikon-Kautschuk.

"Diese beiden Ketten mag nicht zu mischen, aber wir zwingen sie zu
"zusammen", sagte Ross. Wie Öl und Wasser möchte"sie trennen,
aber sie können nicht, weil sie miteinander verbunden sind."

Bei ihren versuchen zu trennen, die verschiedenen Arten von Polymerketten
Ordnen Sie sich in vorhersagbaren Mustern. Durch Variation der Länge des
die Ketten, die Anteile der beiden Polymere und die Form und
Lage der Hitching Pfosten, konnten die Wissenschaftler erzeugen eine
breite Palette von Mustern.

Die Forscher arbeiten nun daran, die Modalitäten ihrer Beiträge finden
funktionierende Schaltungen in Prototyp-Chips erzeugen wird. Sie sind
auch versucht, verfeinern Sie ihre Technik, um auch kleineren Chip produzieren
Funktionen. Im Prinzip könnte man solche Techniken verwenden, um nach unten zu gehen
Funktionen, die 5 oder 6 Nanometer breit, sagte Ross.

Sie fügte hinzu, dass die Festplatte Herstellern wie Seagate und Hitachi sind
Interesse an der Verfolgung solcher Methoden, "so gibt es eine reale Möglichkeit
Dies könnte in der Produktion in den nächsten Jahren auftauchen."

Ross, MIT elektrischen Ingenieur Karl Berggren und ihre Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-14 März in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.

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