本文讨论基本的电脑芯片和关注的材料使用在他们的制造以及这一特定领域的最新进展。欧洲杯足球竞彩
图片来源:Preechar Bowonkitwanchai / Shutterstock.com
介绍计算机芯片
电脑芯片是一种紧凑的电子电路,还具有作为一个集成电路(IC),这是大多数电子设备的基本单位之一,尤其是电脑。2020欧洲杯下注官网这些芯片也被称为微芯片。电脑芯片紧凑和半导体组成的,其中包括多个微小的元素,如晶体管,用于数据包发送电子数据。他们流行在20世纪的后半部分由于它们的微小尺寸,效率高,易于制造。
电脑芯片的基本分类
有各种基本类型的芯片,包括模拟、数字功能的微型芯片,和混合信号传输电脑芯片。这几类管理如何发送消息和有不同的操作和功能流程。分类大大影响他们的性能和密实度,数字计算机芯片是最紧凑、高效,最强大的,也是最广泛使用,数据传输数据包1和0的序列。
材料被大量用于制造计算机芯片吗?
硅最利用物质大量存在,计算机芯片的制造。硅是一种自然形成的半导体。注入缺陷硅可以改变其电特性,被称为掺杂技术。由于这些属性,它是一种有效物质的制造晶体管。
硅片或平台作为芯片的基础是由硅,而金属线用于连接电路的部分是由铝或铜。半导体硅是一种极大地发生,这意味着它传递和绝缘电力,和典型的沙滩有大量硅的浓度。
硅是清洗,使熔融,冷却成锭被利用之前生产微芯片。然后切成1-millimeter-thick晶圆锭。这些晶片清洗mirror-smooth之前通过一个复杂的过程来生成芯片。
这包括光刻,痕迹在晶片结构;离子注入,改变硅的电特性在特定位置;腐蚀,消除不必要的硅;和瞬态门建设。在那之后,金属电路连接。金属电路可以在超过30层电脑芯片。碳晶体管将会缩小,使费用通过以最少的限制。这使得产品更快地打开和关闭。
限制
尽管硅可能广泛用于计算机芯片,由于某些限制替代品正在工作。硅片只有经济如果他们都很小。
硅炉每几年越来越贵10倍。此外,它是很难与其他元素及时和有效的方式。孤立的硅原子有一个体力限制(约0.2 nm),然而他们的活动变得不可预测和难以维持在一定条件下。没有可能进一步缩减ICs,硅无法继续生产的好处它迄今为止。
碳纳米管电脑芯片
2019年,研究人员专注于碳纳米管的制造计算机芯片作为他们提供能源消耗的主要好处而言。碳纳米管是一个原子那么苗条。他们也大幅传输电荷。结果,他们产生优越的半导体硅晶体管相比。
更多的从AZoM:解决循环经济与半导体芯片短缺
碳纳米管电子理论上可能是三倍比硅计算机芯片的处理速度。他们也将用大约三分之一的能量硅处理器使用。
Nanomagnetic电脑芯片
Nanomagnet-based计算机芯片将很快取代硅基电脑芯片。Nanomagnets雇用nanomagnetic技术传递和处理数据。他们通过利用磁模式切换photolithographically坚持一个电路的系统网络。
Nanomagnetic逻辑功能类似于硅基半导体,除了代替晶体管打开和关闭生成二进制数据,磁化水平了。这个二进制数据可能被通过取向联轴器(每个磁铁的南北极之间的连接)。Nanomagnetic逻辑力量消耗相对较少,因为它并不依赖于一个电流。当考虑到环境问题,这使得他们适当的替代品。
除了上述材料,微芯片沸石薄膜也正在研究由于其低介电常数和优越的欧洲杯足球竞彩效率。
最新研究进展
二维材料的计算机芯片集成技术最新发表的研究中讨论了大卫·j·莫斯。欧洲杯足球竞彩芯片级嵌入式电子产品,有一个小的足迹,减少能源需求,和廉价的生产由于广泛的生产,已发挥了重要的作用在我们的现代生活方式。
虽然传统metal-oxide-semiconductors,如硅、嵌入式设备的影响,招致一些固有的材料限制。其他材料集成片上显示是一个吸引人的方法来克服这些问题。
由于纳米粒子如石墨烯的突破性的发展,二维多层材料引发了绝大多数的好奇心,和材料类别正在迅速扩欧洲杯猜球平台大。欧洲杯足球竞彩大部分同行相比,2 d方案有许多杰出的品质,包括超高电荷传输、分层的敏感带隙,重要的不对称,带宽、最小光子散射,和杰出的非线性吸收特性。
其固有的薄形状高密度集成和低功耗性能进一步的好处。二维材料的使用对传统电子元件欧洲杯足球竞彩如电脑芯片结合了完美结合。
有利的2 d材料包括石墨烯、石墨烯氧化物欧洲杯足球竞彩、过渡金属dichalcogenides,黑色六角氮化硼、磷Mxenes,钙钛矿,有机框架。这些材料已被欧洲杯足球竞彩用于薄膜、微芯片、场效应晶体管、micro-supercapacitors和能源存储材料。
未来的电脑芯片
硅片的短缺导致了价格的飙升计算机部件和电子产品涉及电脑链接。使用一个革命性的计算机芯片技术,我们可以创建量子计算机便宜并且经常在未来。墨尔本大学的研究这种方法。
计算机芯片的方法可以生成大规模配置编号粒子可以操纵和见过的量子态,改变有关,读出。欧洲杯猜球平台这将允许工程师设计量子逻辑函数在巨大的数组的亚原子粒子,同时保持整个系统非常精确的操作。欧洲杯猜球平台
引用和进一步阅读
创新新闻网络,2022年。量子计算与计算机芯片的发展。(在线)可以在:https://www.innovationnewsnetwork.com/advancements-quantum-computing-silicon-computer-chip/17003/
苔藓,大卫。2022。芯片集成技术与二维材料。欧洲杯足球竞彩OSF预印本。可以在:https://osf.io/tqmes/
默罕默德,这个Shemyal,等。2021。基于相变材料的芯片上集成光子器件。欧洲杯足球竞彩光子学。8 (6)。205年。多学科数字出版研究所。2021。可以在:https://www.mdpi.com/2304-6732/8/6/205
诺顿·m·g . 2021。硅制造的材料的信息。在10个材料,欧洲杯足球竞彩塑造了我们的世界。177 - 195。施普林格,可汗。https://link.springer.com/book/10.1007/978 - 3 - 030 - 75213 - 2
香,沈,等。2021。2 d材料研究领域的发展趋势根据国家科学基金会资欧洲杯足球竞彩助的项目。欧洲杯线上买球欧洲杯线上买球科学关注16 (6)。1 - 15。可以在:10.15978 / j.cnki.1673 - 5668.202106002
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。