世界最小电子电路诞生

一根导线上的电流可以使另一根导线上产生电流，方向可以相同，也可以相反。



这一新的发现，可以从是根本上促进开发未来电子产品。

有一组科学家，他们的领导是麦吉尔大学（McGill University）物理系的圭劳姆•热尔韦（Guillaume Gervais）和桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）的麦克•李力（Mike Lilly），他们设计出世界上最小的一种电子电路。这种电路由两根线组成，两线相隔大约只有150个原子或15纳米。这一发现发表在《自然•纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志上，会极大地影响集成电路的速度和性能，未来，这种日益缩小的集成电路会用于各种产品，从智能手机到桌面电脑，电视和GPS系统等都可以。

他们的论文，题为《纳米电子学：更细观察电荷拖动》（Nanoelectronics: A closer look at charge drag），在线发表在2011年10月30日的《自然•纳米技术》杂志上。文中说，他们观察到，电荷流过一根量子线，会拖动第二根、相离量子线上的电荷，或者向前拖动，或者向后拖动，这就需要重新解释库仑拖动（Coulomb drag）。

以前他们报道过设计和制造细节，就是独立接触式垂直耦合量子线（independently contacted， vertically coupled quantum wires），采用环氧基树脂键合和一次性蚀刻（EBASE：epoxy-bond-and-stop-etch）技术。这些纳米结构的制备采用高质量砷化镓/铝砷化镓（GaAs /AlGaAs）平行双量子阱异质结构（parallel double quantum well heterostructures），进行量子线库仑拖动测量。这使我们可以研究一维结构的库仑拖动，采用小夹层分离结构，这样，拖动信号会更强，而且较少受声子拖动（phonon drag）的影响。

热尔韦研究垂直耦合一维量子线，也研究了间隔小于10 纳米的情况。

桑迪亚国家实验室研究人员说，他们观察到，两根量子线紧靠在一起时，会使量子线上电流增加25%。

这是第一次有人研究，电子电路中的导线紧靠在一起时，会如何相互作用。令人惊讶的是，作者发现，一根导线对另一根导线的作用，可以是正向的，也可以是反向的。这意味着，一根导线上的电流可以使另一根导线上产生电流，方向可以相同，也可以相反。这一发现是依据量子物理学原则，这说明，在纳米尺度下，甚至最简单的电子电路如何运行，我们也需要重新理解。

除了影响未来电子电路的速度和效率之外，这一发现也有助于解决未来计算机设计面临的一个重大挑战。这就是处理不断增加的集成电路发热。著名理论家马库斯•布提科（Markus Büttiker）推测，也许可以有一根线来利用发热损失的能量，这需要使用附近的其他导线。此外，布提科认为，这些发现将影响未来纳米电子学的基础和应用研究。

科学家们设计出世界上最小的电子电路。它是由两根线组成，两线相隔只有150个原子或15纳米。

 

 

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