IBM以单分子制成逻辑电路

这一成果有朝一日可能使计算机芯片体积更小、速度更快、耗能更少
【路透社纽约8月27日电】科学家们以一个单分子为基础设计出了计算机电路，实现了计算研究领域一个久已追寻的目标。这一成果有朝一日可能使计算机芯片体积更小，速度更快，而且耗费的电能更少。
国际商用机器公司（IBM）今天说，该公司的研究人员在由碳原子构成的一个微小圆柱形结构（大约只有人发的十万分之一）基础上制成了一个逻辑电路——发挥处理功能的一套电子元件。
这项突破是IBM今年取得的第二项突破。该公司的研究人员利用称为碳纳米管的分子作为半导体，使其可能逐渐发展成取代目前以硅为基础的计算机芯片。
科学家们之所以在寻找硅的替代品，是因为他们认为今后10至15年中不可能再缩小硅芯片的体积，从而使对芯片体积和速度的改进受到限制。
尽管研究人员已找到了把纳米管制成晶体管形状的方法，但IBM公司取得的这项最新成就表明，纳米管可用来制造对计算起关键作用的逻辑电路。
碳纳米管是一个单分子，大约是10个原子的宽度，是当今计算机处理器使用的硅的宽度的1/500。此外，碳纳米管产生的热量比硅少，使用的电能和空间也较少。
IBM公司的科学家们使用纳米管制成一个“NOT”通道，这个通道具有有源和无源晶体管的两种功能，即整个电路可以执行对计算至关重要的处理功能。
从根本上说，“NOT”通道是一个把“1”转变为“0”、把“0”转变为“1”的开关。在这之前，纳米管晶体管只是有源的，并不能处理信息。
IBM说，纳米管电路的信号输出强大到足以驱动其他通道或电路，即可以用单个纳米管制造出更复杂的电路。IBM说，这种更复杂的电路是通向制造分子计算机芯片的下一步目标。
在取得这项成果之前的大约4个月，IBM公司的研究小组已用碳纳米管制造出第一批晶体管。
科学家们之所以采用碳纳米管，是因为它是自然界中强度最大的纤维———比钢的强度高10倍。科学家们还利用碳原子之间非常强的结合力——钻石的强度正是由这种结合力形成的。
但是碳纳米管并不是替代硅的唯一材料。包括IBM公司研究人员在内的一些科学家正在研究以原子为基础的所谓量子计算的可能性。
IBM公司希望在两年以后开始研制碳纳米管，尽管这种产品投放市场仍需要另外10至15年时间。