什么是摩尔电子学技术:工作及其应用
通常,电子元件由昂贵的大块电子材料制成,但这些材料是昂贵的。为了克服这一缺点,开发了分子电子学技术,因为该技术使用单个分子来构建。。。
通常,电子元件由昂贵的大块电子材料制成,但这些材料是昂贵的。为了克服这一缺点,开发了分子电子学技术,因为这项技术使用单个分子来构建稳定的结构,以减小组件的尺寸。
分子电子学技术主要允许分子/硅原子的电子和结构特性。目前的无机电子材料无法生产出高速、高效、微小尺寸等未来的电子元件。用有机材料制造电子元件具有功率、尺寸、成本等诸多优点。Moltronics技术使用有机材料代替Si,从而减小了元件尺寸,并高速生成存储元件和处理器。
什么是Moltronics Technology?
像分子电子学这样的隐形技术是分子和电子技术的结合,被称为分子电子学或分子电子学。分子是由原子组成的,它是化合物或元素的微小颗粒。
Moltronics是继ULSI技术之后的最新技术,它通过使用分子使电子元件工作,如晶体管、二极管、逻辑门等。对于有源和无源元件的制造,使用分子构建块,如电阻器和晶体管。
分子是一个电子分支,它利用单个分子或分子的集合通过有源或无源电子元件执行类似的功能。这项技术使用具有电子性质的有机化合物。因此,分子电子学被用来取代大体积电子器件。
分子电子学或分子电子学是器件小型化的终极挑战。分子电子学的概念在科幻小说和科学家之间都引起了极大的轰动。
这是由于电子器件中的尺寸减小,而电子器件可以通过分子特性来实现。分子电子学为在小规模可预测硅集成电路的可预见边缘之前扩展摩尔定律提供了资源。这项技术用于实现一个或仅一些分子,以在即将到来的计算设备中执行开关、逻辑设备和连接等操作。
我们知道,每年在单个芯片上制造的晶体管数量都在翻一番。因此,根据摩尔定律,通过提高经济投资,可以减小硅芯片的尺寸。因此,可以理解的是,几年后,传统的硅集成电路将非常昂贵。
对于不同的集成方法,晶体管和组件的数量是集成的,如下所示。
- 对于SSI或小规模集成——1到2个组件
- 用于MSI或中型集成–20个组件
- 对于LSI或大规模集成——50到300个组件
- 对于超大规模集成电路或超大规模集成,其范围从400到10k
- 对于ULSI或超大规模集成,它大于10k
- ULSI技术结束后,分子电子学技术将到来
摩尔电子学技术工作原理
分子电子学的工作原理与通常的硅制造芯片相似,但这两者之间的主要区别在于可操作性。一旦传统的硅集成电路在从小规模到超规模等不同集成技术的发展过程中取得了惊人的进步,这项技术就因其最佳的性能而成为最佳技术。
因此,分子电子学技术使用分子块来代替通常的硅。在IC中,一切都是一样的,而且像开关一样使用它们——仅仅一个电子就足以控制这些分子晶体管。
摩尔电子学历史
1940年,Albert Szent Gyorgy和Robert Mulligen等科学家在分子的帮助下实现了电荷转移理论的概念。1974年,Avi Aviram和Mark Ratner在他们的出版物中从理论上证明了分子整流器。
1988年,Avi Aviram描述了一种单分子场效应晶体管。在那之后,Forrest Carter实现了关于基于单个分子的逻辑门的进一步概念。J.K Gimzewsky和C.Joachim在IBM中对单分子电导进行了研究和实验。
1990年,马克·里德及其同事又添加了一些分子。在此之后,MacDiarmid,Heeger&Shirakawa在2000年获得了诺贝尔奖,该奖项的物理学主题是极导电聚乙炔的开发。
由于以下原因,分子电子学技术使用分子。
- 分子的大小很小
- 电子被限制在分子内。
- 这些是灵活和相同的
- 这些是自行组装的
摩尔电子学分类
Moltronics有两种类型,如下所示。
- 分子尺度电子学
- 电子器件用分子材料
分子尺度电子学主要使用单个分子。这方面最好的例子是晶体管、二极管等。电子器件的分子材料主要处理大块材料的特性。最好的例子是OLED、导电聚合物等
摩尔电子器件
分子电子学器件主要包括分子线、分子晶体管、分子二极管等。这些器件将在未来取代通常的半导体器件。
分子丝
分子线在连接电路中各种分子部件方面起着关键作用。目前,分子线的研究正在进行中,主要问题是通过电极连接分子线的复杂性。
分子晶体管
晶体管主要用于放大或切换信号。与电子元件相比,它是完全不同的。这些晶体管是双导通/断开晶体管。通常,在普通晶体管中,栅极端子控制电荷载流子在两个端子(如源极和漏极)之间的导通。
然而,在这些晶体管中,栅极端子通过改变分子轨道的能量来控制电子导通/截止。单个分子的尺寸非常小。因此,它的充电足以控制晶体管。此外,这些晶体管将取代硅晶体管。
分子二极管
分子二极管主要包括电子供体和受体。一端的供体和另一端的受体将导致整个分子的电流流动。
优势
这个分子电子学的优势包括以下内容。
- 它的尺寸在1到100nm的纳米范围内。
- 权力
- 制造成本低
- 低温度制造
- 立体化学
- 综合灵活性
- Moltronics用于集成大型电路
- 分子开关执行计算功能。
- 新功能。
- 功耗更低。
- 能够合并大型电路。
- 可重新配置。
- 时间周期为1fs
- 对于传导,只需要一个电子
- 集成规模为1013门/cm2无需外部电源。
缺点
这个分子电子学的缺点包括以下内容。
- 它是通过硅衬底包含的。
- 通过实验进行验证是困难的&很难发现误差,因为它们是在小范围内合并的。因此,很难从设备中发现错误。
- 单分子电阻在实验和理论上都很难确定。
- 有些分子可以在零温度下测量,这是非常耗能的。
- 由于单分子成像在几种实验设备中是不可能的,因此很难进行直接分类。
- 很难将分子电子器件固定到常用的电子元件中。
- 制造应通过特定公差进行控制。
- 分子电子学很难在分子水平上连接两个组件。
摩尔电子学技术应用
这个分子电子学的应用包括以下内容。
- 它适用于电子、物理、医疗器械、化学等领域。
- Moltronics器件取代硅基ICS
- 摩尔电子学使用一些分子来执行逻辑器件的任务,即未来电子器件中的开关。
- 传统计算机的速度主要取决于电子在几个设备之间移动时的速度。
- 晶体管处理器,其速度在太赫兹范围内,是高效的,将在未来生产。
因此,这一切都是关于分子电子学的概述,也就是所谓的分子电子学。这项技术属于纳米电子学和纳米技术部分,负责设计和开发具有纳米构建块的电子产品。由于分子电子学的发展,电子器件和集成电路的发明是可以实现的。在分子电子学中,材料和分子尺度是两个子部分,用于人工智能和高科技设备。分子电子学技术也称为分子电子学、分子尺度电子学和分子电子学。这里有一个问题要问你,分子电子学的组成部分是什么?