美制造出世界首臺碳納米管計算機

日期：2025-08-20 12:36

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摘要：

美制造出世界首臺碳納米管計算機

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)、英國廣播公司9月26日(北京時間)報道

，美國斯坦福大學(xué)的工程師在新一代電子設(shè)備領(lǐng)域取得突破性進展，**采用碳納米管建造出計算機原型

，比現(xiàn)在基于硅芯片模式的計算機更小

、更快且更節(jié)能。美國國家科學(xué)基金會納米技術(shù)**顧問米哈伊爾稱此舉為“一項重要的科學(xué)突破”

。該研究結(jié)果發(fā)表在新一期的《自然》雜志封面上

。

　　晶體管不斷縮小

，以使一個芯片上可以排列更多

。但隨著晶體管變得越來越細(xì)小，在狹窄的空間里就會浪費更多電力、產(chǎn)生更多熱量

。而研究表明

，碳納米管能非常有效地指揮和控制電力。加州大學(xué)伯克利分校電子電路及系統(tǒng)的***專家拉貝艾說：“碳納米管一直被認(rèn)為是硅晶體管潛在的繼任者

。毫無疑問，這項研究將引導(dǎo)研究人員去探索如何在未來10年開發(fā)出更小

、更高效節(jié)能的處理器

。”

　　大約15年前

，碳納米管**被制成晶體管

，在數(shù)字電子系統(tǒng)主體作開關(guān)

。但是

，其固有的兩個缺陷一直阻撓著其實際運用，現(xiàn)在

，研究團隊采取雙管齊下的辦法將其攻克

。

　　斯坦福大學(xué)電氣工程師和計算機科學(xué)家米特拉教授介紹說，首先

，碳納米管不是以整齊、平行線的方式生長

，若嘗試在晶片上將其排列就會得到“一碗面”

。研究人員使99.5%的碳納米管對齊建立芯片，并設(shè)計了一個巧妙的算法繞過余下0.5%歪斜的部分;碳納米管**個缺陷是其內(nèi)持續(xù)導(dǎo)電的“金屬纖維”

，其不像其他半導(dǎo)體可以關(guān)掉電流

。為了抹去這些“劣跡”元素，他們關(guān)掉了所有“好的”碳納米管

，然后給余下“壞的”泵滿電，直至氣化

。結(jié)果便得到一個有效的電路

。

　　他們利用這種“不受缺陷影響的設(shè)計”組裝了具有178個晶體管的基礎(chǔ)計算機

。該碳納米管計算機可執(zhí)行一些如計數(shù)和數(shù)字排序等任務(wù);運行一個基本的操作系統(tǒng)

。

　　瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院電氣工程學(xué)院主任喬瓦尼?德?米凱利教授強調(diào)了這一世界性成就的兩個關(guān)鍵技術(shù)貢獻：首先，將基于碳納米管電路的制造過程落實到位

。其次，建立了一個簡單而有效的電路，表明使用碳納米管計算是可行的

。下一代芯片設(shè)計研究聯(lián)盟

、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校納雷什教授評價道，雖然碳納米管計算機可能還需要數(shù)年時間才趨于成熟

，但這一突破已經(jīng)凸顯未來碳納米管半導(dǎo)體以產(chǎn)業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的可能性

。

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