ELECT.IR

ميکروالکترونيک  

 دانش ميکروالکترونيک امروزه گسترش چشمگيري پيدا کرده است . طبق تئوري scaling که در شرکت IBM مطرح شد ، کاهش ابعاد ترانسيزتور CMOS منجر به بهبود سرعت ، قيمت و توان مصرفي مي شود بنابراين سايز ترانزيستورها هر 3 سال به طور متوسط 0.7 برابر کوچکتر شده است اما به دليل قوانين مکانيک کوانتوم محدوديت تکنيک هاي ساخت ممکن است . از کاهش بيش از اين از لحاظ اندازه در ترازيستورهاي FET معمولي جلوگيري شود و در يکي دو دهه آينده با روش هاي متداول ساخت در ابعاد زير 50 نانومتر متوقف شود به اين ترتيب کوچک سازي عناصر مدارها تا به حد نانومتري حتي در اندازه مولکولي محققان را به سمتي سوق مي دهد که در جهت افزايش قدرت و کارايي ترانزيستور ها خيلي بيشتر از حالت معمولي فعاليت مي کنند دستگاههاي نانومتري جديد مي توانند در دو حالت سوييچ و آمپلي فاير ايفاي نقش مي کنند با وجود اين بر عکس FET هاي امروزي که عمل آنها بر اساس جابه جايي اجرام الکترونها در حجم ماده مي باشند دستگاههاي جديد بر اساس پديده مکانيکي کوانتومي عمل مي کنند و در اندازه نانومتري ظاهر مي شوند. در سيستم هاي مجتمع فوق العاده فشرده امروزي ULSI که ضخامت اکسيد گيت آنها به چند لايه اتمي مي رسد .

تفاوت اساسي ميان تکنولوژي ULSI و نانوتکنولوژي تفاوت ميان روش پياده سازي "بالا به پايين " و " پايين به بالا "براي توليد يک محصول است در روش بالا به پايين مساله اصلي هزينه بسيار زياد کوچک تر کردن ابعاد ترانزيستورها با روش ليتوگرافي است ، در حالي که هدف اصلي تکنولوژي ULSI کاهش هزينه ها بر بيت در حافظه ها و هزينه بر سوييچ در مدارات منطقي بوده است. از آن سو در روش پايين به بالا انتظار مي رود که با استفاده از روش هاي پيچيده شيميايي و طراحي مولکولي بتوان بلوک هاي پايه سيستم را پياده سازي کرد .اما مساله اصلي يکنواختي و قابليت اطمينان سيستم در مقياس وسيع است . اگر بتوان معماري فعلي مدارات مجتمع را بر اساس روش پايين به بالا و با قابليت اطمينان بالا پياده کرد ، نانو تکنولوژي اهميت فوق العاده در توسعه صنعت IC پيدا ميکند.

در تکنولوژي ULSI از آنجايي که کارآمدي سيستم مورد نظر است بيشترين درجه آزادي در طراحي سيستم و سپس طراحي مدار وجود دارد ، لذا فرآيند ساخت و ادوات نيمه هادي مثل ترانزيستورها کمترين تنوع را دارند . متقابلا در نانو تکنولوژي بلوکهاي پايه متنوعي با کارآمدي بالا وجود دارند در حالي که معماري سيستم وارتباط بين بلوک ها به خوبي در نظر گرفته نشده است .

به هر حال دو روش براي توسعه نانو الکترنيک متصور است . روش اول آن که نانو تکنولوژي با تکنولوژي موجود ULSI ترکيب شود . تلفيق رشته هايي مثل بيوتکنولوژي و الکترونيک ترکيب بازار صنعت داروسازي و صنعت نيمه هادي و نهايتا پياده سازي سيستم هاي مجتمع که از مواد و اجزا متنوعي تشکيل شده اند از نتايج اين روش به شمار مي ايند. روش دوم آن که نانوتکنولوژي جايگزين تکنولوژي ULSI شود .اين در صورتي مقدور خواهد بود که بتوان سيستم هاي فعلي را با کارکرد بهتر و قيمت پايين تر به روش پايين به بالا پياده سازي کرد.

نتيجه:

آنچه كه مسلم است، الكترونيك مولكولي داراي آينده‌اي درخشان است و با آهنگ بسيار سريعي در حال رشد و تكامل است. از اين رو توجه خاصي را مي‌طلبد . نتايج عملي رشد و توسعه شاخه‌هاي نانوتكنولوژي مانند نانوالكترونيك سبب ساخت تجهيزاتي خواهد شد كه در مقايسه با گذشته اختلاف فاحش داشته و نسل كاملاً جديدي با قابليت‌هاي منحصر به فرد خواهد بود . نانو لوله‌ها و DNA به عنوان دو ابزار كارآمد در توليد محصولات نانوالكترونيك از اهميت خاصي برخوردارند، وليكن در اين ميان DNA به دليل داشتن خواص محلي و وجود آن در بدن موجودات زنده از اهميت بيشتري برخوردار است . نانوتكنولوژي و شاخه‌هاي كاربردي آن در علوم مختلف مانند نانوالكترونيك به عنوان پديده‌هايي نوظهور هنوز قبل از تجاري سازي محصولاتشان، احتياج به پيشرفت در هر دو زمينه علمي و تكنولوژيكي را دارد. با توجه به اينكه هم‌اكنون برخي از محصولات اين فناوري در بازار وجود دارد پيش‌بيني اينكه كداميك از محصولات آينده بهتري دارند (از نظر رقابتي) نياز به بررسي بيشتر شاخصهاي اين فناروي در بخشهاي صنعت و زيرمجموعه‌هاي اين فناوري دارد.