纳米电子技术的与展望

【摘 要】本分分析了纳米电子技术的发展现状,并对于纳米电子技术的未来展望提出了自己的看法.

【关 键 词】纳米电子技术；发展现状；未来展望

随着对纳米电子技术的研发与应用,纳米电子技术在多项领域中都展现出了其强大潜力,随着对纳米电子技术的深入研发,纳米技术势必将广泛应用于各个领域,并成为人们日常生活中不可替代的必需品.

一、纳米电子技术的发展现状

随着纳米电子技术的发展,各种性能优越、功能独特的纳米电子产品已经逐渐应用于各个领域中,纳米电子技术的具体应用主要体现在三个方面：纳米电子材料、纳米电子元件、现代医学应用.

(一)纳米电子材料

纳米电子技术在材料运用上的成果主要包括：纳米半导体材料、纳米硅薄膜、纳米硅材料等.其中尤以纳米硅材料最具技术优势,想比起传统材料,纳米硅材料更符合未来发展需求,其所具有的优势有：

1.硅分子间距较短,在传递电子信号时速度更快,不仅提高了运行效率,而且降低了信号传递过程中的能耗.

2.准确度高,稳定可靠,同时受环境影响小,符合人们对电子材料性能的需求.

3.成本低,而且随着纳米电子技术的持续发展,其成本在未来会再次降低.

(二)纳米电子元件

电子元件的发展经历了集成、超大规模集成两个发展历程,如果说集成元件是电子元件的一次突破,那么小规模、大规模、超大规模集成不过是对集成的衍生,在本质上超大规模集成和普通集成并没有太大区别,要扩大集成规模,提高运算速度,高能耗便不可避免.而纳米电子元件这是对集成元件的一次革命性突破,它能够在扩大集成规模的同时,缩小电子元件的尺寸,这符合未来电子产品发展趋势.同时纳米电子元件的一个电子信号就代表一位信息数据,打破了传统电子元件随着集成规模扩大,能耗必然提高的僵局,符合电子行业对电子元件低能耗的发展需求.

(三)现代医学应用

现代医学的发展趋势是朝着更微观的方向发展,研究生物体的分子或者原子,而纳米电子技术在现代医学的应用,很好地帮助其解决了微观发展的问题.纳米电子技术以其高集成化、微型化的特性,辅助医学对细微之处进行研究,这是传统显微镜无法做到的,如纳米传感器,它能够详细地观察到生化反应中各种化学信息、电化学信息等.另外纳米电子技术在现代医学应用中诞生的一些产品,如伽马刀、螺旋CT等,都对现代医学的发展起到了极大的促进作用.

二、纳米电子技术的未来展望

纳米电子技术已经在世界范围内被越来越多的国家认可,各国都加大了对纳米电子技术研发与应用的投入力度.如美国的“国家纳米技术计划”,简称NNI计划；欧盟制定的2020年发展目标,提出的“新兴的纳米电子学”倡议；日韩以及中国台湾等地区关于发展纳米电子技术的战略计划,中国于2006年提出未来15年的纳米研究部署规划,并制定未来45年的发展路线图等.由此可见,纳米电子技术的发展,是时代潮流下的必然趋势,具体体现在以下几个方面：

碳纳米管最早诞生于1991年,由日本科学家最早发明,碳纳米管拥有拓扑结构,并机械强度和导电性都极为优秀,可谓是将光学、机械性能、电子特性三者的优点集于一体,是一种极佳的单电子器件和晶体管材料.然而碳纳米管的研究并没有止步,2010年,日本和芬兰科学家合作研发出新型碳纳米管,并将其应用于晶体管和顺序逻辑集成电路中,推到了计算机电路的纳米化发展.同年,瑞典哥德堡大学找到了一种能够对纳米管形成过程进行控制的方法,使得晶体管的尺寸变得更小、运算速度更快,强化了晶体管的整体性能.由此可见,随着碳纳米管的研究继续深入,它将具有更广阔的发展前景及应用价值.

(二)纳米电子元件

2010年,美国人发明了纳米处理器.同年,澳大利亚和美国联合研发出了原子晶体管.2011年,美国匹兹堡大学研发出了超小型单电子晶体管,实现了超大规模集成电路朝微型化、低能耗方向发展.在未来的几十年,纳米电子元件将得到不断发展,更多性能优越的电子元件将不断被研发出,这为人类探索更深层次领域提供了可能.

纳米生物电子是现代医学的发展趋势,利用纳米电子技术开发出纳米生物芯片,将其应用于纳米机器人中,在现代医学治疗中,可以利用纳米机器人进入人体的血管中,从更微观的层面分析人体的健康状况,并对人体内的有害物质进行更全面、更彻底的清理,极大地提高了现代医学水平.

三、结束语

综上所述,纳米电子技术在电子材料、电子元件、生物医学等方面得到了应用,并取得了较好的成效.随着世界各国对纳米电子技术的重视,增加对其研发和应用力度,纳米电子技术在未来几十年将进入高速发展期,随着纳米电子技术的广泛应用,将会为人类的生活带来更多的便利.