淺談納米電子技術(shù)的發(fā)展與展望

【摘 要】本分分析了納米電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)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(duì)納米電子技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，納米電子技術(shù)在多項(xiàng)領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了其強(qiáng)大潛力，隨著對(duì)納米電子技術(shù)的深入研發(fā)，納米技術(shù)勢(shì)必將廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)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(dú)特的納米電子產(chǎn)品已經(jīng)逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，納米電子技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：納米電子材料、納米電子元件、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

（一）納米電子材料

納米電子技術(shù)在材料運(yùn)用上的成果主要包括：納米半導(dǎo)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(shì)，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(shì)有：

1.硅分子間距較短，在傳遞電子信號(hào)時(shí)速度更快，不僅提高了運(yùn)行效率，而且降低了信號(hào)傳遞過程中的能耗。

2.準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定可靠，同時(shí)受環(huán)境影響小，符合人們對(duì)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(huì)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(gè)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(duì)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(kuò)大集成規(guī)模，提高運(yùn)算速度，高能耗便不可避免。而納米電子元件這是對(duì)集成元件的一次革命性突破，它能夠在擴(kuò)大集成規(guī)模的同時(shí)，縮小電子元件的尺寸，這符合未來電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)納米電子元件的一個(gè)電子信號(hào)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(kuò)大，能耗必然提高的僵局，符合電子行業(yè)對(duì)電子元件低能耗的發(fā)展需求。

（三）現(xiàn)代醫(yī)學(xué)應(yīng)用

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)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(xué)的應(yīng)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(xué)對(duì)細(xì)微之處進(jìn)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(xì)地觀察到生化反應(yīng)中各種化學(xué)信息、電化學(xué)信息等。另外納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)應(yīng)用中誕生的一些產(chǎn)品，如伽馬刀、螺旋CT等，都對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)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(guó)家認(rèn)可，各國(guó)都加大了對(duì)納米電子技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的投入力度。如美國(guó)的“國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃”，簡(jiǎn)稱NNI計(jì)劃；歐盟制定的2020年發(fā)展目標(biāo)，提出的“新興的納米電子學(xué)”倡議；日韓以及中國(guó)臺(tái)灣等地區(qū)關(guān)于發(fā)展納米電子技術(shù)的戰(zhàn)略計(jì)劃，中國(guó)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(shí)代潮流下的必然趨勢(shì)，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）碳納米管

碳納米管最早誕生于1991年，由日本科學(xué)家最早發(fā)明，碳納米管擁有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性都極為優(yōu)秀，可謂是將光學(xué)、機(jī)械性能、電子特性三者的優(yōu)點(diǎn)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(xué)家合作研發(fā)出新型碳納米管，并將其應(yīng)用于晶體管和順序邏輯集成電路中，推到了計(jì)算機(jī)電路的納米化發(fā)展。同年，瑞典哥德堡大學(xué)找到了一種能夠?qū){米管形成過程進(jìn)行控制的方法，使得晶體管的尺寸變得更小、運(yùn)算速度更快，強(qiáng)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(yīng)用價(jià)值。

（二）納米電子元件

2010年，美國(guó)人發(fā)明了納米處理器。同年，澳大利亞和美國(guó)聯(lián)合研發(fā)出了原子晶體管。2011年，美國(guó)匹茲堡大學(xué)研發(fā)出了超小型單電子晶體管，實(shí)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(lǐng)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(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，利用納米電子技術(shù)開發(fā)出納米生物芯片，將其應(yīng)用于納米機(jī)器人中，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療中，可以利用納米機(jī)器人進(jìn)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(duì)人體內(nèi)的有害物質(zhì)進(jìn)行更全面、更徹底的清理，極大地提高了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)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(xué)等方面得到了應(yīng)用，并取得了較好的成效。隨著世界各國(guó)對(duì)納米電子技術(shù)的重視，增加對(duì)其研發(fā)和應(yīng)用力度，納米電子技術(shù)在未來幾十年將進(jìn)入高速發(fā)展期，隨著納米電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將會(huì)為人類的生活帶來更多的便利。

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