納米材料特性可助力研制新型計算機芯片
2016-09-18 15:06:20   來源:中國科技網
內容摘要
美國能源部橡樹嶺國家實驗室研究人員發現,納米材料不可思議的行為超越了目前硅基芯片微處理器的能力。在微小尺度上,材料表現出截然不同的電和磁特性。這意味著復合氧化物材料在單納米尺度上,有望自行組裝成電路元件。

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日前《先進電子材料》雜志封面文章報道的一項研究顯示,復合氧化物單晶材料被局限在微觀納米尺度時,其表現如同一個多組分的電路,或能支撐新型的多功能計算體系結構。

據報道,這種納米材料的行為源于復合氧化物不尋常的“相分離”特征,在微小尺度上,材料表現出截然不同的電和磁特性。這意味著復合氧化物材料在單納米尺度上,有望自行組裝成電路元件。

橡樹嶺國家實驗室研究員、論文作者扎克·沃德說:“材料單一區域內共存有不同的磁和電子行為,讓它有可能用于創建可擦寫電路。”這種材料可通過多種方式控制,也為創建新的計算機芯片類型提供了可能。

目前,計算機產業越來越受限于硅基芯片的尺寸,橡樹嶺國家實驗室的這項原理驗證實驗表明,相分離材料可以在某種程度上超越傳統的“一個芯片搞定所有問題”的方法和路徑。多功能芯片能夠同時處理多項輸入和輸出,可以為計算方面的特殊應用和需求提供支持。

沃德解釋說,如果接入多個外部設備,通常需要將幾個不同組件連接到計算機主板上。這項研究成果表明,某些復合材料可以將組件內置其中,這樣可能減小尺寸和對電源的要求。新方法的目的是通過發展硬件水平來提高性能,這意味著驅動超級計算機、臺式機和智能手機的材料和結構將不再被迫局限在一塊芯片上了。

據報道,研究人員在一種名為LPCMO的材料上證明了其可行性,但強調不同的材料有不同的屬性,工程師可以開發其他種類的相分離材料。

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