關於納米電子技術的發展與展望論文

摘要：

作為提高國家科技科學核心競爭力的戰略選擇，納米電子技術的發展研究至關重要。其應用廣泛，涉及到各個領域，是人類生活中必不可少的部分。本文從納米電子技術的現狀進行研究，展望其未來的發展，以期為納米電子技術的研究提供新的理論點。

關鍵詞：

納米電子技術；現狀研究；未來發展

納米電子技術包括了納米電子元件、納米電子材料等，這些納米技術運用到了各行各業，向人們展示了其強大的功能。科技信息時代的來臨，納米電子技術的發展應用將會帶來革命性的突破，目前人類對納米電子技術的研究還在不斷深入，未來納米電子技術的運用將會更加廣泛。

1、納米電子技術現狀研究

1.1納米電子元件現狀研究電子元件從集成元件、超大規模集成元件最終發展成為納米電子元件，納米電子元件是其他兩個元件的深入研究發展。由於集成電路的規模越來越大，這就要求電子元件的規格越來越小，最終形成納米電子元件，納米電子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之間。比如已經問世的單電子晶體管，晶體管的一位信息數據就是一個電子信號，所以這個單電子晶體管的尺寸一定要夠小。

1.2納米電子材料現狀研究目前，市面上常見的納米材料有：納米半導體、納米硅薄膜等。最具優勢的是納米硅電子材料，其電子技術對人類的發展具有跨時代意義，納米硅電子材料的優勢主要體現在：

（1）不耗時、低能耗、可靠性強、外界環境很難影響到其運用。

（2）研發、利用成本低。

（3）納米硅材料中分子間距較短，所以硅電子材料的運行速度極快，進而材料的消耗低、耗時短。納米電子材料的問世是納米電子技術的一個新突破，相信隨着納米電子技術的不斷髮展，人類生活的各個方面都會涉及到納米電子材料，納米電子材料也會給人類帶來更便捷的生活方式。

2、納米電子技術未來發展

2.1碳納米管的研究發展碳納米管作為納米電子技術重要的一部分，未來的研究發展必不可少。1990年，碳納米管在日本研發問世，其特殊的拓撲結構和極優的性能，具有很好的導電效果。碳納米管能夠很好地將金屬性能與半導體性能結合，使金屬性能和半導體性能達到最佳狀態。其次，由於碳納米管的質地較輕，可以在超大規模集成電路中實現納米化性能，有效幫助計算機納米電子技術化。芬蘭和日本的研究者在2010年研發了新型碳納米管，該碳納米管是介於半導體與金屬性兩者之間的材料，其平衡性良好，將這種新型的碳納米管作為研究基礎，可以製作超大規模的集成電路，幫助集成電路排列邏輯順序，為納米計算機的研發提供有效幫助。目前，許多研究機構已經對碳納米管的形成過程進行研究分析，形狀小、質量輕的碳納米管能夠很好地提高運行速度，相比其他電子材料能夠提速25%；在降低能耗的同時，可以實現電路的集成化。而且碳納米管受到外界的干擾小，可以保證高速率的運行計算，存儲空間和容量大，在未來會有更多領域涉及到這種納米電子材料。所以，我國應該根據自身的發展要求，加大對碳納米管的研發，更好地將納米電子技術應用於人們的生活中。

2.2納米硅薄膜的研究發展作為目前世界上應用最廣泛、涉及領域最多的半導體材料，納米硅薄膜的研究發展關係到納米電子技術的`全面發展，納米硅的研究發展可以更好地發展高性能的半導體材料。納米硅薄膜的整個製作工藝流程與集成電路、硅器件的製作流程相似，所以，納米硅薄膜的研發可以幫助量子功能進一步發展研製，將會提升納米電子技術的整體發展，在納米電子技術中起着重要的作用。

2.3新型電子元件的研究發展隨着納米電子技術的不斷髮展，許多新興的電子元件相繼出現，納米技術的研究已經遍佈世界各地。例如，美國耶魯大學同英國等世界各高校聯合研究分子半導體晶體管、納米電子技術處理系統，並在2010年研製出了計算機自動編程技術，這一壯舉預示着今後納米電子技術會與計算機的發展相結合，廣泛應用於科學技術。2010年5月，美國同澳大利亞研究者通過隧穿顯微鏡研究單個原子的狀態，最終創造出目前世界上體積最小的原子晶體管，實現了人類對單個原子的操控。世界上第一個人工製造原子的電子設備就此問世，標誌着人類向信息處理的超強大和超高速性能有了新的突破。2012年，美國科學研究者勞倫斯通過不斷的實驗研究，研製出了納米電子系統，勞倫斯將納米電子系統與生物技術相結合，實現了對三磷酸腺的操控，同時還將生物技術與納米電子晶體管相結合，有效連接人體的大腦神經系統，達到無縫的電子界面。在未來的幾十年裏，納米電子元件的發展將會更加迅速，在此期間，研究者們會對新型電子元件進行更深入的研究，更多的納米電子元件產品將會層出不窮，幫助人類探索更高領域的科學境界，提供更科學的研究方法。

2.4石墨烯的研究發展英國在2000年將石墨烯研製出來，其碳基功能良好，相對於硅來講更為優質。目前，對石墨烯的技術研究還是比較多的，碳原子是石墨烯的主要組成部分，單個的碳原子通過相互結合形成一種新型的碳化材料。石墨烯的問世，有效促進了其他碳製材料的發展，其硬度較大，並且只有一層碳基，相對於其他材料來説輕薄許多，可以實現高速率的載流，並能很好地控制寬帶運行的速度。石墨烯的運用，將半導體的電學特徵展現出來，並且與硅基相兼容，在器械上實現了碳基與硅基的共同使用。

2.5納米生物電子的研究發展近幾年來，對納米生物電子技術的研究更為深入。研究者將納米電子技術運用於生物芯片，從而製造出納米機器人。不同於一般的機器人，納米機器人能夠進入人類血管，幫助人們排除體內的有害物質，促進人體新陳代謝。納米機器人作為一個清潔器，能夠保證人類的身體健康。

3、結束語

納米電子技術的研究發展，推動着我國新興科學技術的快速發展。在未來對納米電子技術的研究中需要緊跟納米電子新興前沿技術，將納米電子技術與物理、化學、計算機科學等學科領域相結合，促進科學等學科領域的全面發展。