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分子电子学超越硅
研究人员即将为低功耗超密集电子系统创建实用架构。
来源:OSP网站大数据新闻随着硅晶体管的组件达到纳米尺寸，它们正在接近基本的物理极限。真正的替代方案是分子电子学，它用单个分子取代晶体管，通过量子效应而不是电荷流动来控制电流。厦门大学（中国）的研究人员在《微系统与纳米工程》杂志上发表了一篇评论，分析了基于单分子的设备的创建。
半个多世纪以来，根据摩尔定律，晶体管的小型化使性能呈指数级增长。但当它们的元件尺寸小于 2-3 nm 时，隧道效应和散射等量子效应会破坏器件的经典行为，并且光刻成本会飙升。增加芯片中元件密度的传统解决方案正在耗尽其潜力。
分子电子学提供了一种根本性的解决方案。它基于分子结，其中单个分子充当两个电极之间的连接，其中电子通过隧道移动，而不是像经典电路中那样“流动”。该分子成为一个有源元件——开关、二极管或晶体管。集成密度可以达到每平方厘米数十亿个器件，每次操作的能耗为飞焦耳，也就是说，这些指标比硅要好几个数量级。为此，一切都需要安排和连接。
评论讨论了现代生产方法。静态结，使用受控纳米间隙或自组装分子层形成，并提供更高的机械稳定性。动态方法中分子接触反复形成和破坏，可以进行统计上可靠的测量，揭示内部分子行为而不是实验噪音。