ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУ МГИУ)

Курсовая работа.

на тему: «Применение нанотехнологий в информационной и компьютерной технике».

Студент: Каночкин М. Ю.

Группа: 10321

Преподаватель: Столяров В. В.

Москва 2008 Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...2

1. Углеродные нанотрубки…………………………………………………...5

2. Магнитная память на основе нанотрубок………………………...………6

3. Нанодиод………………..…………………………………………………..8

4. Нанотранзистор………..………………………………………………….10

5. Дисплей из нанотрубок……………………..…………………………….12

6. Нанотрубки придут на замену кулерам…………………………...…….15

Заключение……………………………………………………………………….17

Список использованной литературы…………………………………………...18

Введение

На сегодняшний день применение наноматериалов для конструирования наноразмерной элементной базы ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем очень актуально в связи с необходимостью уменьшения линейных размеров функциональных элементов, повышения их надежности и снижения потребляемой ими энергии.

Применение устройств электроники для решения все более сложных технических задач приводит к непрерывному усложнению их схем и к увеличению количества используемых в них элементов. Миниатюризация электронных приборов, основанных на нынешней технологии, приближается к своему теоретическому пределу. В современных интеграль­ных микросхемах (модулях динамической памяти DRAM и микропро­цессорах) количество элементов достигает миллионов и удваивается каждые полтора года в соответствии с законом Мура, начиная с 1960-х годов (рис. 1). Таким образом, к 2010 – 2012 гг. чипы с динамической памятью достигнут по количеству транзисторов числа нейронов в человеческом мозге (~10¹¹). Это соответствует характерным размерам элементов на микросхеме ~ 10-20 нм, что приводит к необходимости перехода на новый виток развития, связанный с миниатюризацией.

Нанотехнология – техника манипуляции на атомном уровне – весьма стремительно развивающаяся отрасль современной инженерии, базирующаяся на новейших научных достижениях. В настоящее время электроника и компьютерная техника являются основными отраслями

промышленности, где нанотехнологии уже нашли реальное применение.

Это привело к миниатюризации устройств, увеличению быстродействия и понижению энергопотребления. В соответствии с прогнозом к 2015 году линейные размеры самых миниатюрных компонентов должны достичь предела до 50 нм. Далее ожидается реализация программы новых компьютерных технологий, которые позволят преодолеть границы полупроводниковой технологии. В будущем нанотехнологии смогут приблизить электронные устройства к размерам отдельных молекул, что приведет к созданию принципиально нового поколения компьютеров, так называемых квантовых компьютеров, в которых носителями информации станут отдельные атомы. При этом потребляемая электрическая мощность снизится в миллиарды раз.

Сегодня на роль материалов для создания устройств современной электроники и компьютерной техники претендуют различные наноматериалы, среди которых:

• наноразмерные порошки с повышенной поверхностной энергией, в том числе магнитные, для создания элементов памяти аудио- и видеосистем, а также индиевые частицы для изготовления материалов электронной техники;

• жидкокристаллические наноматериалы для высокоинформативных и эргономичных типов дисплеев, новых типов жидкокристаллических дисплеев (электронная бумага);

• полимерные наноструктуры для гибких экранов;

• фотонные кристаллы, поведение света в которых сравнимо с поведением электронов в полупроводниках; на их основе возможно создание приборов с быстродействием более высоким, чем у полупроводниковых аналогов;

• углеродные нанотрубки, применяемые в качестве диода, транзистора, элементарной ячейки памяти, источника электронов в холодном катоде, электрических кабелей;

• наномагниты, представляющие интерес при проектировании процессоров для квантовых компьютеров, и др.

В данной работе внимание акцентируется на применении углеродных нанотрубок в микроэлектронике, которые можно рассматривать в качестве основы будущих элементов компьютерной техники.