斯坦福開發全球首臺碳納米晶體管計算機

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斯坦福大學開發的碳納米管計算機

　　北京時間9月26日消息，據英國學術雜志《自然》報道，斯坦福大學研發人員開發出瞭全球首臺基於碳納米晶體管技術的計算機，並已經成功測試運行，這表明人類未來在開發新型電腦設備時有望擺脫對矽晶體技術的依賴。

　　斯坦福大學項目研究小組出版論文聯合作者馬克斯-夏拉克爾（Max Shulaker）說：“這是人類利用碳納米管生產的最復雜的電子設備。關於納米技術有非常多極具創意的應用，但人們從未想過該技術能夠以如此實際、實用的方式被利用。”

　　夏拉克爾團隊研發的首臺納米電腦僅采用瞭178個晶體管，不過該設備隻能運行支持計數和排列等簡單功能的操作系統。

　　碳納米管在1991年被日本NEC公司的飯島博士發現，作為一維納米材料，碳納米管具有重量輕，六邊形結構連接完美的特點，並且擁有許多異常的力學、電學和化學性能。

　　夏拉克爾表示：“與傳統晶體管相比，碳納米管體積更小，傳導性也更強，並且能夠支持快速開關，因此其性能和能耗表現也遠遠好於傳統矽材料。”

　　斯坦佛電子工程師Subhasish Mitra說：“矽很好，它很硬。但是當一切變得如此之小時，能否從矽晶體管中獲得更高的性能、更好的節能性，那就不得而知瞭。”

　　晶體管是現代電子設備的關鍵組件，一個芯片可以包括幾十個億晶體管。碳納米管更小，用它來替代矽可以制造更小的、更快的、更節能的晶體管。

　　碳納米管的直徑可以小到1納米。人類的DNA直徑一般是2.5納米，人的手指甲大約每秒生長1納米。

　　Subhasish Mitra稱，早在1998年時就制造出瞭碳納米晶體管，“此後人們就有一個夢想，用碳納米管開啟新的電子產品新紀元。”

　　然而，碳納米管的研究碰到瞭障礙。科學家們發現，要想制造沒有明顯缺陷的碳納米管太困難瞭。一般來說，采用的方法就是在高溫房間裡，用半導體晶圓培育大量碳納米管。通過一系列化學反應，碳納米管就可以萌芽瞭。在此過程中可能會出現一批無缺陷的碳納米管。但在孕育過程中常常受到自然的幹擾，研究者不斷改進技術，獲得的仍然是一些有缺陷的碳納米管。

　　於是研究者改變瞭方向，他們不再執著地追求無缺陷的碳納米管批次，而是專註於設計可以對缺陷免疫的電腦電路。采用更好的算法，研究者對電路進行排列，就算少數納米管出現問題，電腦仍然可以運行。

　　首臺碳納米電腦有178個晶體管，每個包括10-200個碳納米管。設備的大小隻有6.5平方毫米，也就是說可以在一角美國硬幣中放40個。如果采用產業化工廠制造碳納米管，而不是實驗室，它可以制造出更小、更快、更強大的電腦。

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