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納米電子技術(shù)的發(fā)展
納米電子技術(shù)的發(fā)展【1】
摘 要 隨著電子學的不斷發(fā)展，納米電子技術(shù)逐漸演變?yōu)槲覈鴮崿F(xiàn)信息科學技術(shù)的主要方向。
納米電子技術(shù)的發(fā)展不但有利于新技術(shù)的研發(fā)，更重要的是代表著微電子學的發(fā)展趨勢。
本文主要對納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，在此基礎上分析了納米電子技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以看出納米電子技術(shù)的發(fā)展對于我們?nèi)祟惾粘Ｉ钋闆r有很大的影響。
【關(guān)鍵詞】納米 電子學 趨勢
隨著納米技術(shù)的廣泛運用，已經(jīng)延伸到社會中的各個領域。
目前已經(jīng)研究出的納米電子技術(shù)產(chǎn)品多種多樣，這些納米技術(shù)的產(chǎn)品不但性能優(yōu)良，最主要的是功能奇特。
但是值得注意的是科學家對于納米電子技術(shù)的研究還不夠深入，那么以后的還需要從新型電子元器件以及碳納米管等方向入手進一步研發(fā)。
1 納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 納米電子材料的應用
現(xiàn)階段納米材料主要有納米半導體材料、納米硅薄膜以及納米硅材料等類型。
在這些納米電子材料中，可以說納米硅材料最有發(fā)展前景，同時還符合當前社會對于電子技術(shù)的實際需求。
通過對納米硅材料與其他納米電子材料進行比較后，可以看出納米硅材料具有以下特點：首先，納米硅材料在不斷研發(fā)的背景下其成本處于逐漸降低的趨勢，其次，該材料還具有能耗低、準確性高以及不易受外界影響的特點。
最后，由于納米硅材料中分子與分子所存在的距離較小，因此可以一定程度的提升納米電子材料的反映速度，最終達到提升工作效率的目標。
1.2 納米電子元件的應用
可以說納米電子元件是以集成元件以及超大規(guī)模集成元件為基礎的。
其具體研發(fā)歷程是在上個世紀50年代美國研究者對集成電路進行研發(fā)之后而開始的，然后經(jīng)過多年的發(fā)展后逐漸從中型、大型轉(zhuǎn)變?yōu)槌笮偷募呻娐泛吞卮箢愋偷募呻娐贰?/p>
在此背景下，其納米電子元件的尺寸越來越小，現(xiàn)階段的電子元件尺寸在0.1到100nm范圍之內(nèi)。
1.3 應用于現(xiàn)代醫(yī)學領域
特別是在納米技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，其納米電子技術(shù)逐漸應用到醫(yī)學的領域。
可以說在醫(yī)學治療的過程中，可以利用納米電子技術(shù)的特點在細微部分的檢測與觀察方面。
在普通顯微鏡無法觀測的物品可以通過納米電子技術(shù)進一步剖析。
與此同時，還可以將電化學的信息檢測流程中融入納米傳感器的方式對生化反應進行診斷。
同時，在納米電子技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，產(chǎn)生了很多方面的高科技醫(yī)學產(chǎn)品，例如伽馬刀、螺旋CT以及MRI等。
可以說生物醫(yī)學以及電子學的融合對于納米電子技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義，納米電子技術(shù)在生物醫(yī)學的電子設備集成化具有很大的發(fā)展空間，在未來的發(fā)展中，可以將納米電子元件的尺寸控制在分子與原子的大小之間，進而就會將微小生物體的研究帶到一個新的領域。
2 納米電子技術(shù)的發(fā)展趨勢
通過對納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析后可以看出納米電子技術(shù)在未來發(fā)展具有很大的空間，對此主要可以從新型電子元器件、石墨烯以及碳納米管等方向入手。
2.1 新型電子元器件
對納米電子技術(shù)的當前模式分析后，可以斷定在未來十年內(nèi)必然會經(jīng)過飛速發(fā)展的歷程。
特別是當前市場對于新型電子元器件的需求逐漸增多的背景下，還需要根據(jù)實際需求來對新型電子元器件進行擴展與完善。
對此，可以從單電子器件、共振隧穿電子器件、納米場效應晶體管、納米尺度MOS器件、分子電子器件、自旋量子器件、單原子開關(guān)等新型信息器件的方向入手，在保證了納米電子技術(shù)朝著良好的方向發(fā)展的同時，還可以延續(xù)摩爾定律以及CMOS的研究成果。
2.2 碳納米管
可以說碳納米管是納米電子技術(shù)的發(fā)展重要方式，碳納米管的本質(zhì)是一種一維的納米材料，其最大的特點是具有重量輕以及完美六邊形的結(jié)構(gòu)。
因此在實際的運用中，碳納米管具有良好的傳熱性能、光學性能、導電性能、力學性能以及儲氫性能等。
與此同時，碳納米管在納米電子方面具有重要的作用，并作為現(xiàn)階段晶體管中主要的材料，對此有效的碳納米管可以對集成電路的效率進行提升。
2.3 憶阻器
所謂憶阻器就是就是經(jīng)過了繼電阻器、電容器以及電感元件發(fā)展之后而發(fā)展的一種模式。
并且憶阻器是模擬信號的方式來對非線性動態(tài)納米元件而組成的具有交叉開關(guān)模式的納米電子技術(shù)。
憶阻器的屬性不但與CMOS類似，更主要的是其具有功率低、體積小以及不受外界因素影響的特點，進而在未來的發(fā)展中可以有效的代替硅芯片等材料。
2.4 石墨烯
同時，石墨烯作為新型的納米材料來說，不但具有超薄的特征，最主要的是其質(zhì)地還是非常堅硬的。
并且在正常狀態(tài)下石墨烯電子的傳輸速度要比其他類型的納米電子材料快，正是由于多方面的因素使得對于石墨烯的研究具有重要的意義。
石墨烯和其他導體具有很大的區(qū)別，進而在碰撞的過程中其能量不會有損失。
在對石墨烯的未來進行研究與設想后，根據(jù)專家預計在10年后可成功研制性能優(yōu)異的石墨烯類型的導體材料與晶體管。
2.5 納米生物電子
最后，納米電子技術(shù)還可以與生物技術(shù)進行有效的融合，也可以認為納米生物電子是以多個領域為核心共同建設的。
在對納米電子技術(shù)帶入生物領域的過程中，利用納米電子技術(shù)的自身特點可以制造出關(guān)于納米機器以及附屬的納米生物醫(yī)用的材料產(chǎn)品等，進而可以在醫(yī)學領域中取得一定的成果，最終達到為人類健康做出巨大貢獻的目標。
3 結(jié)束語
總之，在電子科學不斷發(fā)展的背景下，其納米電子技術(shù)的發(fā)展越來越受到國際的重視。
通過對納米電子技術(shù)的應用現(xiàn)狀進行分析后，可以發(fā)現(xiàn)其應用的領域越來越廣泛，也就是說納米電子技術(shù)完全融入到我們?nèi)粘Ｉ町斨兄溉湛纱?/p>
通過采用納米電子技術(shù)可以實現(xiàn)一種高效、科學而環(huán)保的生物材料、電子晶體管以及醫(yī)學設備等，最終達到改善人們的生活現(xiàn)狀的目標，讓人們切切實實地體驗納米時代。
參考文獻
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納米電子技術(shù)的發(fā)展與展望【2】
【摘 要】本分分析了納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對于納米電子技術(shù)的未來展望提出了自己的看法。
【關(guān)鍵詞】納米電子技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;未來展望
隨著對納米電子技術(shù)的研發(fā)與應用，納米電子技術(shù)在多項領域中都展現(xiàn)出了其強大潛力，隨著對納米電子技術(shù)的深入研發(fā)，納米技術(shù)勢必將廣泛應用于各個領域，并成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢商娲谋匦杵贰?/p>
一、納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著納米電子技術(shù)的發(fā)展，各種性能優(yōu)越、功能獨特的納米電子產(chǎn)品已經(jīng)逐漸應用于各個領域中，納米電子技術(shù)的具體應用主要體現(xiàn)在三個方面：納米電子材料、納米電子元件、現(xiàn)代醫(yī)學應用。
(一)納米電子材料
納米電子技術(shù)在材料運用上的成果主要包括：納米半導體材料、納米硅薄膜、納米硅材料等。
其中尤以納米硅材料最具技術(shù)優(yōu)勢，想比起傳統(tǒng)材料，納米硅材料更符合未來發(fā)展需求，其所具有的優(yōu)勢有：
1.硅分子間距較短，在傳遞電子信號時速度更快，不僅提高了運行效率，而且降低了信號傳遞過程中的能耗。
2.準確度高，穩(wěn)定可靠，同時受環(huán)境影響小，符合人們對電子材料性能的需求。
3.成本低，而且隨著納米電子技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，其成本在未來會再次降低。
(二)納米電子元件
電子元件的發(fā)展經(jīng)歷了集成、超大規(guī)模集成兩個發(fā)展歷程，如果說集成元件是電子元件的一次突破，那么小規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模集成不過是對集成的衍生，在本質(zhì)上超大規(guī)模集成和普通集成并沒有太大區(qū)別，要擴大集成規(guī)模，提高運算速度，高能耗便不可避免。
而納米電子元件這是對集成元件的一次革命性突破，它能夠在擴大集成規(guī)模的同時，縮小電子元件的尺寸，這符合未來電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢。
同時納米電子元件的一個電子信號就代表一位信息數(shù)據(jù)，打破了傳統(tǒng)電子元件隨著集成規(guī)模擴大，能耗必然提高的僵局，符合電子行業(yè)對電子元件低能耗的發(fā)展需求。
(三)現(xiàn)代醫(yī)學應用
現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展趨勢是朝著更微觀的方向發(fā)展，研究生物體的分子或者原子，而納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學的應用，很好地幫助其解決了微觀發(fā)展的問題。
納米電子技術(shù)以其高集成化、微型化的特性，輔助醫(yī)學對細微之處進行研究，這是傳統(tǒng)顯微鏡無法做到的，如納米傳感器，它能夠詳細地觀察到生化反應中各種化學信息、電化學信息等。
另外納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學應用中誕生的一些產(chǎn)品，如伽馬刀、螺旋CT等，都對現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展起到了極大的促進作用。
二、納米電子技術(shù)的未來展望
納米電子技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被越來越多的國家認可，各國都加大了對納米電子技術(shù)研發(fā)與應用的投入力度。
如美國的“國家納米技術(shù)計劃”，簡稱NNI計劃;歐盟制定的2020年發(fā)展目標，提出的“新興的納米電子學”倡議;日韓以及中國臺灣等地區(qū)關(guān)于發(fā)展納米電子技術(shù)的戰(zhàn)略計劃，中國于2006年提出未來15年的納米研究部署規(guī)劃，并制定未來45年的發(fā)展路線圖等。
由此可見，納米電子技術(shù)的發(fā)展，是時代潮流下的必然趨勢，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：
(一)碳納米管
碳納米管最早誕生于1991年，由日本科學家最早發(fā)明，碳納米管擁有拓撲結(jié)構(gòu)，并機械強度和導電性都極為優(yōu)秀，可謂是將光學、機械性能、電子特性三者的優(yōu)點集于一體，是一種極佳的單電子器件和晶體管材料。
然而碳納米管的研究并沒有止步，2010年，日本和芬蘭科學家合作研發(fā)出新型碳納米管，并將其應用于晶體管和順序邏輯集成電路中，推到了計算機電路的納米化發(fā)展。
同年，瑞典哥德堡大學找到了一種能夠?qū){米管形成過程進行控制的方法，使得晶體管的尺寸變得更小、運算速度更快，強化了晶體管的整體性能。
由此可見，隨著碳納米管的研究繼續(xù)深入，它將具有更廣闊的發(fā)展前景及應用價值。
(二)納米電子元件
2010年，美國人發(fā)明了納米處理器。
同年，澳大利亞和美國聯(lián)合研發(fā)出了原子晶體管。
2011年，美國匹茲堡大學研發(fā)出了超小型單電子晶體管，實現(xiàn)了超大規(guī)模集成電路朝微型化、低能耗方向發(fā)展。
在未來的幾十年，納米電子元件將得到不斷發(fā)展，更多性能優(yōu)越的電子元件將不斷被研發(fā)出，這為人類探索更深層次領域提供了可能。
(三)納米生物電子
納米生物電子是現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展趨勢，利用納米電子技術(shù)開發(fā)出納米生物芯片，將其應用于納米機器人中，在現(xiàn)代醫(yī)學治療中，可以利用納米機器人進入人體的血管中，從更微觀的層面分析人體的健康狀況，并對人體內(nèi)的有害物質(zhì)進行更全面、更徹底的清理，極大地提高了現(xiàn)代醫(yī)學水平。
三、結(jié)束語
綜上所述，納米電子技術(shù)在電子材料、電子元件、生物醫(yī)學等方面得到了應用，并取得了較好的成效。
隨著世界各國對納米電子技術(shù)的重視，增加對其研發(fā)和應用力度，納米電子技術(shù)在未來幾十年將進入高速發(fā)展期，隨著納米電子技術(shù)的廣泛應用，將會為人類的生活帶來更多的便利。
參考文獻：
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