探析納米電子技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展前景

1、探析納米電子技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展前景 納米電子技術(shù)是納米技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其發(fā)展將極大地推動微電子技術(shù)的發(fā)展。本文在介紹納米電子技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對納米電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)的闡述，論述了這一技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中有著良好的發(fā)展前景。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，微電子在人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ髦械膽?yīng)用愈加廣泛，微電子產(chǎn)品的核心便是芯片，而隨著ic設(shè)計與半導(dǎo)體加工工藝技術(shù)水平的不斷提高，電子元件的尺寸越來越小，集成電路的規(guī)模越來越大，其復(fù)雜程度也越來越高，對半導(dǎo)體芯片的尺寸、性能及穩(wěn)定性等有了更高的要求，如何生產(chǎn)出尺寸更小、功耗更低、性能穩(wěn)定性更好的半導(dǎo)體芯片成為微電子技術(shù)發(fā)展的瓶頸。與

2、此同時，納米技術(shù)的飛速發(fā)展及其在各個領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，為微電子技術(shù)的突破性發(fā)展提供了機(jī)遇和條件。 納米電子技術(shù) 納米（nanometer）是一個長度計量單位，一納米等于10億分之一米，納米技術(shù)是指在納米空間內(nèi)，通過特定的技術(shù)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)原子或分子在納米例子表面的排列組成，從而制造出具有特定性能的材料或器件的一門高新技術(shù)。納米微粒的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能使其產(chǎn)生小尺寸、宏觀量子隧道、量子尺寸等多種效應(yīng)，其材料表現(xiàn)出光、電、熱、反射、吸收及生物活性等許多特殊的功能，作為介質(zhì)擴(kuò)散氣體的速度極快，顆粒與生物細(xì)胞的物化作用很強(qiáng)，能很容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，且在使用時用量小、附加值極高，能夠賦予材料意想不到的高性能。近年來，隨著納

3、米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，其在各個領(lǐng)域內(nèi)都有了較為廣泛的應(yīng)用。而隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子元件的尺寸不斷縮小，集成電路的集成程度要求也越來越高，為了生產(chǎn)出能夠適應(yīng)電子元件及集成電路發(fā)展要求的半導(dǎo)體芯片，有著諸多特殊功能的納米技術(shù)開始被應(yīng)用于電子領(lǐng)域，納米電子技術(shù)由此而生。 納米電子技術(shù)是納米技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它是在微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的條件下產(chǎn)生的，從某種意義上來說，納米電子學(xué)是微電子學(xué)繼續(xù)向更微小的世界的延伸。 納米電子技術(shù)是以納米粒子的量子效應(yīng)為理論基礎(chǔ)建立并發(fā)展起來的，也即是當(dāng)電子元件的尺寸小到納米量級時，其加工技術(shù)、運(yùn)行機(jī)理等都與微電子器件有了極大差異，采用納米技術(shù)研制出來的

4、分子器件，不僅能夠克服半導(dǎo)體加工工藝中的存在的問題和困難，與基于硅集成電路上的器件相比，其在傳感、靈敏度、集成度等多方面都有更好的性能。 納米電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 納米電子技術(shù)雖然興起的較晚，但其發(fā)展極為迅速，經(jīng)過近些年來的發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成果，當(dāng)前，這些成果集中體現(xiàn)在納米電子材料和納米電子元件的應(yīng)用上，同時這一技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中也有了較為廣泛的應(yīng)用。 1. 納米電子材料 當(dāng)前常見的納米電子材料有納米半導(dǎo)體陶瓷材料、納米硅材料和納米硅薄膜，其中基于納米技術(shù)的硅電子材料一起能耗低、運(yùn)行時間短、反應(yīng)速度快及運(yùn)行可靠穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小的優(yōu)點(diǎn)，較為完美地契合了現(xiàn)代社會對電子技術(shù)的發(fā)展需求，與同等材

5、料相比有著絕對的技術(shù)優(yōu)勢，且隨著科研技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其成本也有所降低，在電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景十分廣闊。 2. 納米電子元件 納米電子元件是在集成元件和超大規(guī)模集成元件的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)研制出來的，當(dāng)前利用納米電子學(xué)已經(jīng)研制成功了包括單電子晶體管、納米發(fā)光二極管及超微磁場探測器等在內(nèi)的各種納米器件。 3. 納米電子技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 電子學(xué)的發(fā)展離不開包括生物學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)科的貢獻(xiàn)，而現(xiàn)代電子科技產(chǎn)品在基礎(chǔ)學(xué)科中的應(yīng)用，也推動了基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米電子技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，彩色多普超聲診斷儀、伽馬刀、磁共振成像（mri）等高科技醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的問世及應(yīng)用，都極大地推動

6、了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。而應(yīng)用了納米技術(shù)的電子學(xué)與生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合將會把人們對于微小生物體的研究帶入到一個全新的階段。 納米電子技術(shù)發(fā)展前景 1. 碳納米管 碳納米管是由石墨碳原子層卷曲而成的，其自身的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)及極好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，使其在光學(xué)、機(jī)械性能和電子特性上都有著明顯的優(yōu)勢，應(yīng)用碳納米管可以推動單電子器件和納米量子器件的研究和開發(fā)應(yīng)用，其本身也是當(dāng)前世界科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)研究的重點(diǎn)。 2. 納米硅薄膜 硅在當(dāng)前的半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用十分廣泛，目前世界上的半導(dǎo)體器件有95%以上都是由硅做成的，納米硅薄膜的工藝程序與硅器件及集成電路是相容的，其發(fā)展將為量子功能的進(jìn)一步研制提供基礎(chǔ)，并推動納米電子技術(shù)向更高層次的發(fā)展。 3. 納米生物電子 將納米技術(shù)、電子技術(shù)與生物芯片相融合，其研制出的最大成果是納米機(jī)器人，這種基于納米電子技術(shù)的機(jī)器人能夠進(jìn)入到人體的血管中，成為人體內(nèi)的清潔器，清除體內(nèi)對人體有害的物質(zhì)，保證人體新陳代謝，為人體健康提供了更高的保障。 結(jié) 語 納米電子技術(shù)在先進(jìn)工程技術(shù)和現(xiàn)代物理學(xué)結(jié)合的基礎(chǔ)上，基于納米粒子的量子效應(yīng)誕生并發(fā)展起來的，其研究將能從根本上推動微電子技術(shù)突破發(fā)展瓶頸，在現(xiàn)代科技設(shè)備不斷追求體