ЭЛЕКТРОНАНОНИКА, нанотехнологии и электроника Опции

[ОГЛЫ]

Меченные лиганды следят за самоорганизацией наночастиц

Исследователи из США разработали метод для слежения за самоорганизацией наночастиц. Метод основан на введении меченных фтором лигандов в оболочки наночастиц.



Меченные фтором тиолы позволяют следить за самоорганизацией наночастиц.
(Рисунок из Analyst, 2009, DOI: 10.1039/b906510p)

Химическая самоорганизация наночастиц может позволить получить электронные приборы, размер которых меньше, чем размер приборов, получаемых с помощью нанолитографии. Однако с помощью химической самоорганизации сложно получить одинаковые по форме и размеру наночастицы, а также охарактеризовать их, отмечает Артур Сноу (Arthur Snow) из Военно-морской исследовательской лаборатории.

Сноу с коллегами разработал новый простой в использовании аналитический метод, позволяющий следить за самоорганизацией наночастиц различного размера и формы. Исследователи ввели атом фтора в оксиэтиленовую цепочку, получив меченный фтором лиганд, которым затем были стабилизированы наночастицы золота. Исследователи продемонстрировали, что фторированная метка позволяет следить за самоорганизацией наночастиц с помощью фотоэлектронной рентгеновской спектроскопии (X-ray photoelectron spectroscopy).

Сноу поясняет, что хотя такие методы, как атомная силовая микроскопия, сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия дают хорошую картину об отдельных самоорганизованных системах, но эти методы сложно приспособить к изучению сразу многих систем, одновременно образующихся при формировании наноэлектронных систем. Он добавляет, что любая технология, позволяющая быстро и эффективно оценить особенности самоорганизации наночастиц должна привести к упрощению и удешевлению создания миниатюрных электронных приборов.

Источник: Analyst, 2009, DOI: 10.1039/b906510p

[Serg12]

- Оглы , ЭЛЕКТРОНАНОНИКА и наноэлектроника это одно и тоже или это различные слова ?

[ОГЛЫ]

- Оглы , ЭЛЕКТРОНАНОНИКА и наноэлектроника это одно и тоже или это различные слова ?

А черт его знает!
В словарях, скорее всего, ни того, ни другого пока нет.
Но по-моему, "наноэлектроника" звучит правильнее,
а "электронаноника" прикольнее.

[Serg12]

--------------------------------
Строительство фабрики Globalfoundries Fab 2 началось

Компания Globalfoundries начала строительство своей второй фабрики по производству интегральных микросхем памяти – расположенной близ Нью-Йорка в технопарке Luther Forest Technology Campus фабрики Fab 2. Если верить утвержденным планам, на строительство завода будет потрачено $4,2 млрд.



Возведение промышленных зданий займет три года, в октябре 2011 года Globalfoundries рассчитывает начать установку оборудования, в начале 2012 года будет проведено тестирование производственного оборудования, а во второй половине 2012 года будут изготовлены первые интегральные микросхемы, предназначенные для продажи. Непосредственно на предприятии будут работать полторы тысячи сотрудников, занятых непосредственно на производстве, и около пяти тысяч сотрудников вспомогательного персонала.

Как мы уже сказали, компания Globalfoundries планирует потратить $4,2 млрд на строительство, оснащение оборудованием и подготовку технологий изготовления интегральных микросхем. Но на этом расширение промышленного ресурса не заканчивается – компания Globalfoundries рассчитывает вложить средства и в модернизацию одной из фабрик, доставшихся ей от AMD – GlobalFoundries Module 2. Что интересно, хотя затраты на оплату труда сотрудников близ Нью-Йорка значительно выше, нежели затраты многих азиатских компаний, чипмейкер будет делать ставку на разработку и внедрение новых методов производства, чтобы поставлять своим клиентам как можно более качественную и прогрессивную продукцию.

По плану, после окончания всех подготовительных работ на фабрике Fab 2 будут изготовлять интегральные микросхемы, в первую очередь речь идет о центральных процессорах компании AMD, по 28-нм технологическому процессу. В дальнейшем планируется освоить и 22-нм технологический процесс «кремний-на-изоляторе». Впрочем, в списке партнеров Globalfoundries будут значиться и другие клиенты, помимо AMD. Пока информация о том, что будет очередным клиентом чипмейкера, остается недоступной, но Globalfoundries обещает предоставить отсутствующие пока сведения общественности на следующей неделе. При этом слухи говорят нам, что этой компанией может стать разработчик графических процессоров, компания NVIDIA. Если вспомнить, что Globalfoundries выбрала в качестве своего главного конкурента тайваньскую TSMC, которая является давним партнером калифорнийской NVIDIA, то подтверждение слухов можно рассматривать в качестве значительной победы Globalfoundries.

Стоит заметить, что стратегия Globalfoundries значительно отличается от стратегии TSMC. Если последняя работает с большим количеством компаний, в том числе и небольшими фирмами-стартапами, то Globalfoundries будет ориентироваться на привлечение небольшого числа – около двадцати – крупных компаний. При этом на пользу Globalfoundries должна сыграть близость к европейским и североамериканским разработчикам интегральных микросхем.

http://www.nanonewsnet.ru/news/2009/stroit...-fab-2-nachalos
--------------------------

[Serg12]

---------------------------
Вибрирующие нанотрубки - будущее электронных датчиков

31 July, 2009
Исследователи из Делфтского технического университета (TU Delft), Нидерланды, успешно измерили воздействие единичного электрона на вибрирующую углеродную нанотрубку. Результаты были опубликованы 23 июля в онлайн-версии журнала Science в статье под авторством доктора Гэри Стила (Gary Steele).

Ученые из Института нанотехнологий Кавли (Kavli Institute for Nanoscience) в Делфтском техническом университете под руководством профессоров Лео Ковенховена (Leo Kouwenhoven) и Герре ван дер Занта (Herre van der Zant) основывались в своей работе на наблюдении за способной вибрировать «подвешенной» углеродной нанотрубкой, для аналогии с которой можно привести струны смычкового инструмента виолы. С помощью особой антенны она подвергалась воздействию переменного электрического поля. В результате «наноструна» начинала вибрировать с определенной частотой. Более того, нанотехнологи имели возможность контролировать количество электронов в нанотрубке, и обнаружили, что вместе с изменением их числа частота вибраций также изменялась на небольшую величину.



Ученые смогли успешно зафиксировать влияние даже одного электрона. Весь процесс замеров происходил в среде, охлажденной почти до абсолютного нуля. «Подвешенные» нанотрубки вибрируют с очень высокими частотами – около 140 МГц, что позволяет наблюдать некоторые новые квантовые эффекты и предоставляет большое поле для исследований. Кроме того, сотрудникам Института нанотехнологий Кавли удалось впервые «поймать» единичный электрон болагодаря новому методу производства ультрачистых нанотрубок.

Проведенные исследования, помимо пополнения теоретической базы, также важны для усовершенствования разработки NEMS (Nano Electro Mechanical Systems – наноэлектромеханические системы). NEMS являются логичным развитием предшествующей технологии – MEMS (Micro Electro Mechanical Systems – микроэлектромеханические системы), ныне составляющей основу многомиллиардной индустрии. Микромеханизмы нашли свое применение во многих областях, например, в акселерометрах подушек безопасности автомобилей. Новая технология является очередным этапом на пути конструирования ультрамалых измерительных инструментов, совершенствования биодатчиков и даже сенсоров игровых консолей

http://www.nanonewsnet.ru/news/2009/vibrir...nnykh-datchikov
----------------------------

[Serg12]

--------------------------
Новая книга: Наноэлектроника

Наноэлектроника: учебное пособие / В. Е. Борисенко, А. И. Воробьева, Е. А. Уткина. — М., Бином, 2009. — 200 с. : ил.

В учебном пособии рассмотрены фундаментальные физические эффекты, имеющие место в наноструктурах и обусловленные их пониженной мерностью. Дана классификация низкоразмерных структур. Описаны подходы, позволяющие формировать такие структуры в полупроводниках, а также современные методы их исследования. Обсуждаются особенности транспорта носителей заряда в наноразмерных структурах.

Для студентов специальностей «Микро- и наноэлектронные технологии и системы» и «Квантовые информационные системы».

Учебное пособие составлено на основе курса лекций «Нанотехнология», читаемого студентам специальности «Микроэлектроника» дневной формы обучения. Всего вышло три части этих курсов, в которых последовательно рассмотрены основные известные и нетрадиционные методы изготовления наноразмерных структур и функциональных слоев на их основе.
--------------------------------------------------



Виктор Евгеньевич Борисенко, доктор физико-математических наук, профессор кафедры микроэлектроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, научный руководитель исследовательской лаборатории наноэлектроники и новых материалов. Область научных интересов – электронные и оптические свойства наноразмерных твердотельных структур и полупроводниковых силицидов.

Ещё одно добротное учебное пособие, подготовленное на основе курса лекций, читаемого в одном из вузов. Таким образом, коллекция отечественных учебников для вузов пополняется ещё одной хорошей книгой…

http://www.nanonewsnet.ru/blog/nikst/novay...nanoelektronika
---------------------------

[Serg12]

---------------------------------
В наноэлектронике графан может найти более широкое применение чем графен .
For nanoelectronics, graphane may prove more versatile than graphene

July 31, 2009
(Nanowerk News) Ever since graphene was discovered in 2004, this one-atom thick, super strong, carbon-based electrical conductor has been billed as a "wonder material" that some physicists think could one day replace silicon in computer chips.
But graphene, which consists of carbon atoms arranged in a honeycomb lattice, has a major drawback when it comes to applications in electronics – it conducts electricity almost too well, making it hard to create graphene-based transistors that are suitable for integrated circuits.
In August’s Physics World, Kostya Novoselov - a condensed-matter physicist from the Manchester University group that discovered graphene -- explains how their discovery of graphane, an insulating equivalent of graphene, may prove more versatile still.
Graphane has the same honeycomb structure as graphene, except that it is "spray-painted" with hydrogen atoms that attach themselves to the carbon. The resulting bonds between the hydrogen and carbon atoms effectively tie down the electrons that make graphene so conducting. Yet graphane retains the thinness, super-strength, flexibility and density of its older chemical cousin.
One advantage of graphane is that it could actually become easier to make the tiny strips of graphene needed for electronic circuits. Such structures are currently made rather crudely by taking a sheet of the material and effectively burning away everything except the bit you need. But now such strips could be made by simply coating the whole of a graphene sheet – except for the strip itself - with hydrogen. The narrow bit left free of hydrogen is your conducting graphene strip, surrounded by a much bigger graphane area that electrons cannot go down.

As if this is not enough, the physicists in Manchester have found that by gradually binding hydrogen to graphene they are able to drive the process of transforming a conducting material into an insulating one and watch what happens in between.
Perhaps most importantly of all, the discovery of graphane opens the flood gates to further chemical modifications of graphene. With metallic graphene at one end and insulating graphane at the other, can we fill in the divide between them with, say, graphene-based semiconductors or by, say, substituting hydrogen for fluorine?
As Professor Novoselov writes, "Being able to control the resistivity, optical transmittance and a material’s work function would all be important for photonic devices like solar cells and liquid-crystal displays, for example, and altering mechanical properties and surface potential is at the heart of designing composite materials. Chemical modification of graphene – with graphane as its first example – uncovers a whole new dimension of research. The capabilities are practically endless."

Source: Institut of Physics
http://www.nanowerk.com/news/newsid=11946.php
------------------------------------

[Serg12]

---------------------
Графен заменит медь в интегральных микросхемах

Уникальные свойства графена, в частности, необычное поведение носителей заряда в нем, известны ученым с 2004 года, однако до сих пор этот материал не перестает удивлять исследователей. Как показали последние исследования специалистов Технологического Университета Джорджии, графен позволяет проводить в тысячу раз больший ток, нежели медные проводники, и при этом выделяя в десять раз меньше энергии в виде тепла.


Микросхема на графеновой основе

Это делает возможным использование графена в качестве материала для создания проводящих соединений толщиной менее 22 нанометров.

Для получения интересующих исследователей графеновых структур была выбрана следующая методика их формирования: от графитового блока отделялись углеродные слои толщиной в один атом, после чего они осаждались на кремниевую подложку. Далее, при помощи электронно-лучевой литографии формировались металлические соединения и вырезались проводящие ленты графена шириной 16 – 52 нанометров и длиной 200 – 1000 нанометров. Именно свойства этих структур затем изучались сотрудниками Университета Джорджии.

К этому моменту было известно, что скорость движения носителей заряда в графене, или их подвижность, значительно выше, нежели у медных проводников. Однако при уменьшении размеров проводящих структур различие между графеном и медью только возрастает – при исследовании нанолент на основе графена ученые показали, что через них можно пропускать ток до 10 млрд Ампер на квадратный сантиметр, что в тысячу раз выше аналогичного параметра для медных проводников. До этого момента, заявляют исследователи, никто не измерял допустимую нагрузку по току для графеновых проводников.

Причем при столь высоких нагрузках графеновые проводники нагреваются гораздо меньше своих медных аналогов – благодаря более высокой теплопроводности выделяемая тепловая энергия снижена сразу на порядок. Отмечается, что теплопроводность графена может варьироваться в пределах от 1000 до 5000 Ватт/(метр*Кельвин), тогда как соответствующий параметр для меди – 382 – 392 Ватт/(метр*Кельвин). Одновременно с этим для графеновых проводников снижается и интенсивность такого процесса, как электромиграция. Именно этот феномен значительно ухудшает электрические свойства интегральных микросхем при снижении размеров проводящих элементов – когда поток частиц через проводник близок к допустимой нагрузке по току, то вероятность возникновения электромиграции носителей заряда резко возрастает. Вот почему повышение допустимой нагрузки по току для графена сразу на три порядка столь необходимо для инженеров, работающих над созданием интегральных микросхем нового поколения.

Впрочем, уникальные свойства графеновых проводников еще не гарантируют скорое появление их в составе интегральных микросхем, поставляемых на мировой рынок. До этого момента ученым предстоит преодолеть целый ряд задач: во-первых, разработать технологию получения монослоев графена необходимой площади, чтобы они закрыли собой всю кремниевую пластину; во-вторых, разработать метод формирования соединений графеновых проводников друг с другом и с иными компонентами интегральной микросхемы; в-третьих, оптимизировать нынешние технологии изготовления интегральных микросхем для работы с таким материалом, как графен.

http://www.3dnews.ru/news/grafen_zamenit_m...ih_mikroshemah/

http://www.nanowerk.com/news/newsid=11914.php
-------------------------

[ОГЛЫ]

«Нанокопья» для улучшения лазеров

Выращивание и точное выстраивание микроскопических копьеобразных кристаллов оксида цинка на поверхности кремниевого монокристалла позволило исследователям из Университета Миссури разработать метод получения более эффективных солнечных батарей.


«Нанокопья» растут на поверхности кремния. (Рисунок из Chem. Mater., 2009, doi: 10.1021/cm9010019)

Джей Свитцер (Jay A. Switzer) с коллегами сообщает, что новый недорогой процесс сможет привести к разработке новых материалов, например, ультрафиолетовых лазеров или пьезоэлектрических устройств.

Исследователи из группы Свитцера вырастили «нанокопья» («nanospears») из оксида цинка на кремниевом монокристалле, помещенном в лабораторный стакан, содержащий щелочной раствор, насыщенный ионами цинка. В результате образуются наклонные монокристаллические копьевидные стержни, торчащие из поверхности кремния подобно крошечным пикам. Диаметр полученных нанокопий составляет 100-200 нанометров, а их длина – около одного микрометра.

Свитцер отмечает, что оксид цинка представляет собой полупроводник, обладающий рядом уникальных физических свойств. Материал способен как поглощать, так и испускать свет, поэтому он может использоваться и в солнечных батареях для поглощения солнечного света и в лазерах или твёрдотельных источниках света в качестве излучающего материала.

Кремний также является полупроводником, однако он поглощает свет в иной области спектра. По словам Свитцера, выращивание оксида цинка на поверхности кремния позволяет расширить область спектра, в которой солнечная батарея будет работать.

Предпринимавшиеся ранее попытки вырастить эпитаксиально ориентированный оксид цинка на поверхности кремния были затруднены вследствие необходимости использования дорогих методов, для которых требуется высокий вакуум, а также из-за высокой реакционной способности кремния, не позволяющей провести осаждение оксида цинка непосредственно на кремнии без третьего материала, берущегося в качестве «буфера».

Источник: Chem. Mater., 2009, doi: 10.1021/cm9010019

[Serg12]

«Нанокопья» для улучшения лазеров

Выращивание и точное выстраивание микроскопических копьеобразных кристаллов оксида цинка на поверхности кремниевого монокристалла позволило исследователям из Университета Миссури разработать метод получения более эффективных солнечных батарей.

...

Источник: Chem. Mater., 2009, doi: 10.1021/cm9010019

--------------------------

Солнечные панели не пользуются спросом

15.08.2009

Индустрия солнечных панелей не может оправиться от кризиса. В нынешнем году произведено на 14,3% больше солнечных панелей, чем в 2008 году, общей мощностью 7,5 ГВт (против 6,5 ГВт в 2008 году). Однако лишь часть продукции будет востребована компаниями – панели на 3,9 ГВт получат применение до конца года. Примерно половина панелей будет лежать на складах.



Одной из причин низкого спроса стала смена курса в энергоносителях Испании. В прошлом году на долю этой страны пришлось почти 50% установленных панелей, в этом намного меньше.

По данным iSuppli, лишь в 2012 году все производимые панели будут использоваться по назначению. При этом, несмотря на падение спроса, основные игроки (Suntech, Sharp и JA Solar) не собираются снижать объемы выпуска – боятся потерять долю и пропустить конкурентов вперед.

http://www.3dnews.ru/news/solnechnie_panel...zuutsya_sprosom
------------------------

[Serg12]

-------------------------------
Бинарная система сдерживает мощность квантовых компьютеров

13.08.2009
Следует отказаться от традиционной бинарной системы при разработке сверхбыстрых квантовых компьютеров. Переход на новую пятирежимную систему позволит упросить построение сверхмощных машин. Об этом заявляют Мэтью Нили (Matthew Neeley) и его коллеги из Университета Калифорнии (University of California) в Санта-Барбаре.

До сих пор разработка квантовых компьютеров следовала традиционной бинарной вычислительной модели. Она кодирует всю информацию при помощи компонентов, которые могут находиться в двух состояниях, 0 или 1. Но существуют и другие возможности. Нили объясняет, что можно использовать тернарную систему с тремя цифрами, и тогда основные единицы должны стать троичными, или тритам (trinary digit), то есть будут, по сути, трехпозиционные переключатели. Один трит будет содержать больше информации, чем обычный бит.



Команда Нили уже построила квантовый компьютер, чьи стандартные блоки имеют пять основных состояний. До сих пор стандартные блоки квантовых компьютеров были бинарными квантовыми битами (кубитами), которые кодировали два положения в квантовый спин атомов, электронов или протонов. Способность таких частиц игнорировать обычную логику и существование сразу в нескольких квантовых состояниях должны однажды позволить квантовым компьютерам выполнять огромное количество вычислений одновременно.

Исследователи использовали сверхпроводящий алюминий и кремниевую схему на сапфировой подложке для получения пятирежимных кубитов или кудитов (qudit). В кудитах содержится еще больше информации, чем в кубитах, что позволит производить вычисления с меньшим количеством кудитов, поясняют ученые. Возбуждая микроволновые фотоны пяти различных частот в схеме, они смогли способствовать их переходам между пятью дискретными энергетическими уровнями. Также был разработан метод квантового измерения, который позволяет различать между собой эти уровни.

Однако один кудит мало что дает. Джонатан Хоум (Jonathan Home) из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в Боулдере заявил, что команде Нили необходимо расширить эту базовую систему, чтобы два или более кудитов могли передавать информацию между собой, позволяя осуществлять более сложные вычислительные операции. "Разработка такого рода систем, где два кудита взаимодействуют, но по-прежнему сохраняют интересные свойства пятирежимной системы, и будет главной задачей", — говорит Хоум.

Потенциальные возможности квантовых компьютеров уже вызывают интерес Управления перспективных исследований (Advanced Research Projects Agency) США, которое надеется использовать их для взлома кодов. Это управление уже оказывает поддержку исследованиям Хоума в области квантовых компьютеров, работающих при комнатной температуре, чтобы бинарные кубиты могли взаимодействовать и обмениваться информацией. Последние результаты показывают, что ионы магния могут использоваться для остановки взаимной дестабилизации кубитов из-за передачи тепла, равно как и их квантовых состояний.

Этот трюк использует плотно сжатую цепочку ионов бериллия в качестве кубитов, в то время как прилегающие ионы магния поглощают все тепло. Тепло, как правило, приводит к разрушению квантовой информации. "И это откроет путь крупномасштабным квантовым вычислениям, поскольку это служит важной задаче — передаче информации", — говорит Хоум.

http://www.3dnews.ru/news/main
-----------------

[Serg12]

----------------------
Ученые сплели прототипы полуорганических процессоров

18.08.2009
Группа исследователей из США и Дания создала прототип электроники на основе микроскопических органических и неорганических нитей. Статья ученых появилась в журнале Advanced Materials, а ее краткое изложение приводится на сайте Университета Копенгагена.


Нанонити, использованные в работе.

В рамках исследования ученым удалось разместить на специальной подложке органические нити, сплетенные с нанонитями из неорганических материалов толщиной 30-100 нанометров и длиной до нескольких десятков микрометров. В результате исследователям удалось реализовать несколько простейших логических устройств, включая бинарные NOR (на выходе выдает 1 только если на обоих входах 0) и NAND (выдает 0 только если на обоих входах 1).

В рамках процесса производства ученые сначала сформировали органические нити на поверхности кристалла при помощи ионного луча. Затем неорганические нанонити перемещались при помощи специального манипулятора.

Сами исследователи надеются, что в будущем новая технология окажется хорошей альтернативой существующим литографическим методам печати микрочипов на кремниевой подложке.

http://www.lenta.ru/news/2009/08/18/nano/
---------------------------

[Serg12]

---------------------
IBM начала эксперименты с микросхемами на молекулах ДНК

17.08.2009
IBM приступила к практическим экспериментам с молекулами ДНК, изучая их способность к самоорганизации. Исследователи пытаются преодолеть физические ограничения технологии фотолитографии, применяемой сегодня для производства интегральных микросхем. Идея использовать для этого молекулы ДНК была предложена специалистами IBM в феврале 2008 года.


45-нанометровые чипы Intel.

Новая технология основана на исследованиях Пола Ротмунда, ученого из Калифорнийского технологического института. Несколько лет назад он обнаружил, что молекулы ДНК можно заставить складываться в простые геометрические формы - треугольники, квадраты и звезды. Ученый называет эти фигуры "оригами из ДНК".

Исследователи IBM хотят создать интегральные микросхемы из наночастиц, которые станут основой для мощных чипов будущего. Для начала по традиционной технологии фотолитографии изготавливается кремниевая пластина - заготовка для будущих чипов. Затем эта пластина помещается в раствор молекул ДНК, которые в соответствии с заданным шаблоном формируют миниатюрные треугольники и квадраты. Специалисты IBM совместно с Ротмундом нашли способ наслаивать на эти "строительные леса" миллионы наночастиц и нанотрубок, которые станут транзисторами и проводниками будущего чипа.

В течение последних десятилетий производители микрочипов изобретали технологии, позволяющие создавать интегральные микросхемы с как можно меньшим размером отдельного транзистора. Последнее поколение процессоров Intel производится по техпроцессу с размером элемента в 45 нанометров, а в некоторых чипах Samsung используется техпроцесс 40 нанометров. Но по мере уменьшения размеров одного транзистора производство таких микросхем становится все более сложным и дорогим.

Способность молекул ДНК к самоорганизации является ключом к достижению гораздо большей, чем сегодня, точности в создании интегральных микросхем, говорит исследователь из IBM Грег Уолраф. Благодаря новой технологии ученые надеются в будущем перейти к техпроцессу с размером элемента менее 22 нанометров.


http://www.lenta.ru/news/2009/08/17/nanochips/
--------------------------

[ОГЛЫ]

Расширение возможностей логических устройств из ДНК

Логические схемы на основе ДНК теперь получили возможность большую, чем просто детектирование сегментов ДНК, за счет природных свойств молекул ДНК получение таких устройств может быть упрощено.



Аптазимы и наночастицы могут облегчить получения наноразмерных логических устройств.
(Рисунок из Chem. Commun., 2009, 4666)


Ацуси Огава (Atsushi Ogawa) и Мизуо Маэда (Mizuo Maeda) из Университета Ехиме (Япония) модернизировали существующие логические системы на основе ДНК, получив системы определения, в которых агрегация наночастиц из золота позволяет визуализировать присутствие широкого ряда биомаркеров.

Логические схемы применяются в устройстве вычислительных машин. Сигнал ввода подвергается операции обработке, в результате которой возможно два логических ответа: истинный (единица) или ложный (ноль). Логическую систему можно построить и из биологических объектов, используя системы ввода, выхода и переключатели из ДНК.

Логические устройства на основе ДНК детектируют олигонуклеотиды, связанные с сенсорами логических устройств. Эта концепция была разработана для определения различных молекул с помощью аптамеров – молекул ДНК или РНК, адаптированных для связывания с другими молекулами или вирусами. Однако недостатком логических цепей, как на основе ДНК, так и на основе аптамеров является то, что они зависят от гибридизованного переключателя. Когда молекула-мишень связывается (гибридизуется) с сенсором для передачи сообщения об этом событии на сенсор для каждой пары сенсор-мишень необходима отдельная система.

Для того чтобы не разрабатывать переключатель для каждого конкретного случая Огава и Маэда создали логическую схему на основе аптазима (aptazyme). Аптазим – фермент, который в природных условиях способствует выработке отклика на взаимодействие определенных молекул. Аптазим может быть подстроен таким образом, что он будет давать отклик при взаимодействии с любой частицей от иона до сложного метаболита лекарственного препарата.

В данном случае при активации молекулой-мишенью выщепляет участок из молекулы РНК. Свободная РНК передает сигнал на устройство, передающее сигнал, где в качестве сигнальной системы используются наночастицы золота.

Эти наночастицы модифицированы нитями ДНК, связывающимися со свободной РНК с образованием дуплекса, способствующего агрегации наночастиц, которая может наблюдаться даже невооруженным глазом.

Источник: Chem. Commun., 2009, 4666, DOI: 10.1039/b910288d

[Serg12]

-------------------------
Физики впервые разглядели отдельные атомы

28.08.2009
Европейские физики разработали новую технологию атомной силовой микроскопии, которая позволяет добиваться беспрецедентной детализации объектов. Статья с описанием метода появилась в журнале Science. Кратко исследование описано на портале Physics World.

Атомная силовая микроскопия начала применяться около 20 лет назад. При использовании этого метода изображение объектов создается при помощи иглы микроскопа, скользящей над препаратом. Игла "чувствует" силы атомных связей, действующих между атомами вещества, и соответственным образом отклоняется от прямой траектории.

Из-за технических ограничений игла микроскопа не может приблизиться к препарату ближе, чем на один нанометр. Основной причиной, мешающей игле опуститься ниже, являются силы Ван-дер-Ваальса - относительно слабые силы межмолекулярного взаимодействия. Из-за сил Ван-дер-Ваальса для того, чтобы смоделировать изучаемый объект по отклонению иглы, необходимо очень точно знать ее строение. Для стандартных игл эта характеристика всегда не до конца определена.

На кончике иглы атомного силового микроскопа, разработанного авторами новой работы, находится одна молекула угарного газа. Его химическая формула - CO. Молекула CO отличается высокой стабильностью, и силы Ван-дер-Ваальса оказывают на нее относительно несущественное влияние.


Минимальное приближение к образцу обычной иглы (слева) и иглы, на кончике которой находится молекула угарного газа. Изображение авторов исследования

Чтобы продемонстрировать возможности новой технологии, исследователи изучили с ее помощью строение молекулы пентацена. Этот углеводород, состоящий из пяти колец, имеет химическую формулу C22H14. Физики смогли различить все пять колец, но также отдельные атомы углерода и водорода. Разрешение, которого удалось добиться авторам, является лучшим за всю историю атомной силовой микроскопии. Полученное фото молекулы доступно здесь.

Один из авторов работы признался, что решение поместить на кончик иглы молекулу CO было случайным. Молекула попала на иглу, когда ученые проводили исследование с использованием стандартной техники атомной силовой микроскопии.

Перспективы использования нового метода весьма широкие. Атомная силовая микроскопия с чрезвычайно высоким разрешением позволит составить каталог "внешнего вида" различных химических соединений. Кроме того, с его помощью можно изучать еще не описанные молекулы. Также метод окажется востребованным в электронике, где сейчас стремительно развиваются технологии устройств наноразмеров.

http://www.lenta.ru/news/2009/08/28/micro/
-----------------------

[Serg12]

--------------------------------------
Учёные впервые запечатлели анатомию молекулы

28 августа 2009


Схема эксперимента. Пытаясь описать простым языком свою работу, исследователи приводят не совсем точное сравнение с получением рентгеновского изображения костей и органов внутри человеческого тела (иллюстрация IBM Research – Zurich).

Получить изображение внутренней химической структуры молекулы с беспрецедентным разрешением удалось специалистам из лаборатории IBM в Цюрихе (IBM Research — Zurich). Сделали это они посредством бесконтактной атомно-силовой микроскопии (AFM).


Как сообщается в пресс-релизе IBM, объектом исследования была продолговатая органическая молекула пентацена (pentacene), состоящая из 22 атомов углерода и 14 атомов водорода. В длину молекула насчитывает 1,4 нанометра, а расстояние между соседними атомами углерода в ней составляет лишь 0,14 нм.


Микроскоп работал в сверхвысоком вакууме и при очень низких температурах: до -268 °C. Учёные говорят, что необходимо было сделать аппарат очень стабильным как механически, так и термически, чтобы оба кончика AFM и сама молекула оставались в неизменном положении на протяжении более чем 20 часов.



На полученной с помощью AFM "картинке" (вверху) можно увидеть пять углеродных колец гексагональной формы и разглядеть позиции атомов углерода и водорода. На иллюстрации внизу модель той же молекулы: серые шарики – атомы углерода, белые – водорода (фото и иллюстрация IBM Research – Zurich).


Учёные говорят, что результаты нового исследования могут оказать заметное влияние на развитие нанотехнологий в части понимания и контроля самых маленькие объектов, которые знает человечество.


На переднем плане – тот самый атомно-силовой микроскоп. На заднем – команда экспериментаторов в неполном составе. Слева направо: Николай Молл (Nikolaj Moll), Рето Шлиттлер (Reto Schlittler), Герхард Мейер (Gerhard Meyer), Фабиан Мон (Fabian Mohn) и Лео Гросс (Leo Gross). Дело в том, что Шлиттлер в авторах статьи не числится, а не хватает Петера Лильерота (Peter Liljeroth) из Утрехтского университета (фото IBM Research – Zurich).


http://www.membrana.ru/lenta/?9578
--------------------------------

[Serg12]

----------------------
«Роснано» сделала из российских процессоров тайну

27 августа 2009



Госкорпорация «Роснано» изучает возможность создания совместного предприятия с американской компанией AMD, вторым по величине производителем процессоров в мире. Об этом сообщила газета «РБК daily». По ее данным, речь идет о выпуске чипов по 65-нанометровому технологическому процессу. Это означает, что размер одного элемента в таких процессорах не превышает 65 нанометров. Это примерно 650 атомов водорода, поставленных в ряд.

Чем меньше элемент чипа, тем лучше – такие процессоры потребляют меньше энергии, а при выпуске крупными партиями выходят дешевле, чем чипы с более крупными элементами. Поэтому среди производителей непрерывно идет гонка за наименьший размер элемента. Это – одно из главных конкурентных преимуществ на рынке.

Ведущие производители уже год как перешли на технологический процесс 45 нанометров и теперь готовятся к 32-нанометровому прыжку. Intel, крупнейший игрок на этом рынке, к 2022 году собирается переходить на 4-нанометровые микросхемы. Сейчас эти планы кажутся ненаучной фантастикой, однако пока еще не было так, чтобы корпорации-производители чипов упирались в технологический тупик.
В настоящее время крупнейшим достижением российской электроники являются процессоры, выпускаемые по технологии 130 нанометров. В 2011 году компания «Ситроникс» с помощью того же «Роснано» должна запустить 90-нанометровое производство. Этого, очевидно, недостаточно.

Российская микроэлектроника отстает от мировой на протяжении нескольких десятков лет. После исторического решения об использовании в качестве образца зарубежных ЭВМ Россия (тогда еще СССР) автоматически стала догоняющим на этом рынке. В девяностые годы, когда в нее хлынули более современные по всем параметрам персональные компьютеры, электронная отрасль оказалась в загоне. Неудивительно, что теперь возрождение электроники стало одной из главных стратегических задач власти наряду с возрождением других наукоемких отраслей.

Несмотря на то, что рынок персональных компьютеров для российских производителей чипов практически потерян, остались другие, на которых отечественным микросхемам может найтись место. Это, например, выпуск чипов для SIM-карт, бесконтактных карт и тому подобных сравнительно простых и нетребовательных схем. Кроме того, отечественная электроника востребована военными по соображениям национальной безопасности и производителями ГЛОНАСС-навигаторов – из соображений протекционизма.

65-нанометровые переговоры с AMD ведутся очень осторожно, а их детали размыты. Предположительно, «Роснано», ответственная за развитие нанотехнологий в России, вложит в появление нового поколения российских чипов до 500 миллионов долларов. Что она получит в ответ – неясно. Также не очень понятно, кто будет представлять Россию в этой сделке, если она будет заключена – сама «Роснано» инвестирует, а не занимается разработкой и производством. Сейчас в России есть только две компании, хоть как-то подходящих на роль партнеров AMD. Это «Ангстрем» и «Микрон».

Ходят слухи, что речь может идти о создании фабрики по выпуску процессоров. Говорят, выпуск сначала могут наладить за рубежом, а затем уже перенести в Россию. Это сообщение порождает сразу несколько вопросов. Главный из них – какое отношение AMD может иметь к производству процессоров.

Последние годы в жизни этой корпорации сопровождаются гигантскими убытками и кардинальной реструктуризацией активов. Жертвой этой реструктуризации стало и производство чипов. Сейчас оно отдано на откуп специально созданной на базе фабрик AMD компании GlobalFoundries. Деньги на развитие GlobalFoundries дали арабы – только благодаря их миллиардам стала возможной схема, при которой убыточное подразделение может выиграть время на сбор заказов от других разработчиков. Пока их главным (и чуть ли не единственным) клиентом является AMD.

«Роснано» собирается вкладывать деньги в перспективный и очень емкий рынок чипов для смартфонов. Несомненный плюс этого решения – сравнительно простые микросхемы и способность продать любые объемы микросхем.

AMD, помогающую разрабатывать смартфонные чипы, непросто себе представить. Корпорация на этом рынке чужак. В 90 процентах мобильников установлены процессоры, созданные на базе разработок компании ARM. Если российские электронщики собираются делать не сферические чипы в вакууме, а конкурентоспособные изделия, гораздо проще выпускать ARM-совместимые процессоры.

Есть, правда, вероятность, что спасать российскую электронику будут по «дрезденской» схеме. В 2007 году именно у AMD отечественная группа компаний «Ангстрем» приобрела фабрику по производству чипов по технологии 130 нанометров. Надо думать, AMD, уже тогда работавшую на 90 и 65 нанометрах, эта фабрика тяготила.

В этом случае все становится на свои места. Россия будет «донашивать» чужие фабрики, а изучив, переведет производство на свою территорию. Через несколько лет эта технология безнадежно устареет. Придется покупать еще один завод. Другими словами, снова догонять.

ГОЛОС АМЕРИКИ
Надежный источник новостей и информации
http://www1.voanews.com/russian/news/scien...7-55513432.html
----------------------

[Serg12]

-------------------------
Рулонная печать интегральных микросхем

03.09.2009
Нанопечатная литография сегодня рассматривается специалистами в качестве одного из самых перспективных в будущем методов изготовления интегральных микросхем. Эта технология не имеет ограничений в плане миниатюризации, что выгодно отличает ее от оптической литографии, которая уже сегодня приближается к своим границам применимости. В случае нанопечатной литографии применяется метод "выдавливания" определенного рельефа на подложке с последующим формированием необходимых для функционирования микросхемы структур. Этот метод изначально разрабатывался в качестве варианта для дальнейшей миниатюризации интегральных микросхем, когда другие методы себя исчерпают. В числе разработчиков технологи выступала и компания Molecular Imprints, которая и сегодня продолжает исследования в этом направлении.

Впрочем, у нанопечатной литографии есть существенный недостаток - пока невозможно "печатать" интегральные микросхемы на подложке большой площади. Если с большим количеством миниатюрных по размерам микросхем вполне возможно применять "печать" площадью несколько сантиметров, и повторять процесс печати несколько раз, то в ряде случаев такой подход оказывается неприемлем. В качестве примера можно привести такие устройства, как дисплеи и солнечные батареи - в этом случае подходящим вариантом оказывается печать интегральных микросхем на подложке большой площади с последующим разрезанием подложек на листы необходимых размеров.

Решением этой проблемы занялся профессор Мичиганского Университета Джей Гуо (Jay Guo). Им был предложен метод рулонной нанопечатной литографии, когда печатающее устройство представляет собой ролик с полимерным покрытием, имеющим необходимый рельеф. С его помощью рельефный рисунок переносится на резистивный материал, которым покрывают подложку для последующей обработки и формирования необходимой полупроводниковой структуры интегральной микросхемы.



На данный момент установка позволяет "печатать" рельефный рисунок будущей интегральной микросхемы на подложке размером не более 15 сантиметров, да и миниатюризация пока не дотягивает до современного уровня - при помощи предложенной техники пока возможно изготовлять 50-нм микрочипы. Такие параметры явно ограничивают область применения рулонной нанопечатной литографии. Но, с одной стороны, даже такие характеристики позволяют изготовлять целый ряд оптоэлектронных устройств, а с другой, исследователи отнюдь не останавливаются на достигнутом - в будущем планируется существенно модернизировать технологию нанопечатной литографии.

В целом, реакция специалистов на предложенную профессором Джем Гуо методику изготовления интегральных микросхем положительная. Отмечается не только возможность дальнейшего усовершенствования установки, но и возможность снижения себестоимости продукции. Об отличном потенциале рулонной нанопечатной литографии говорит и тот факт, что исследователи заручились поддержкой ряда компаний, заинтересованных в разработке новейшего метода изготовления полупроводниковых устройств, и желающих в будущем внедрить новую технологию в производственный цикл.

http://www.3dnews.ru/news/rulonnaya_pechat...lnih_mikroshem/
-----------------------------

[Serg12]

----------------------------
Intel Arrandale: Turbo Boost для процессорного и графического ядер

07.09.2009
Переход процессоров Intel на 32-нм технологический процесс ознаменовал вступление в фазу Westmere/Sandy Bridge. Первыми решениями семейства Westmere станут настольные двухъядерные чипы Clarkdale, а в мобильном сегменте - двухъядерные чипы Arrandale. Шестиядерный 32-нм процессор Gulftown, который появится во втором квартале 2010 года, выйдет под торговой маркой Core i9. Стоит отметить, что только в семействе Sandy Bridge выйдут первые четырехъядерные процессоры, которые будут выполнены с соблюдением норм 32-нм техпроцесса. Нам достаточно хорошо известны характеристики Clarkdale, а вот про Arrandale знаем пока немного.



Известно, что на одной подложке будут размещены как вычислительные ядра, создаваемые по 32-нм техпроцессу, так и кристалл "чипсетной" части (45-нм), содержащий графическое ядро. Тепловой пакет (TDP) процессоров Arrandale будет составлять 35 Ватт. Флагманской моделью станет Core i7 620M, рабочая частота которого составит 2,66 ГГц. Процессор обеспечит поддержку памяти типа DDR3 1066МГц и будет иметь 4 Мб кэш-памяти третьего уровня. Благодаря технологии Turbo Boost одно из процессорных ядер способно будет разогнаться до частоты 3,33 ГГц. Разумеется, повышение частоты будет доступно в том случае, если TDP чипа не превысит 35 Ватт. Речь идет о TDP всего процессора Core i7 620M. Учитывая то, что потребляемая 45-нм графическим ядром мощность составит не более 12 Ватт, можно сделать вывод о потребляемой мощности процессорных ядер. Другими словами, достичь 3,33 ГГц процессору может помешать графическое ядро, которое работая с максимальной отдачей просто "потянет" вниз рабочую частоту процессорных ядер.

По мнению журналистов с ресурса Fudzilla.com, присутствует также и обратная связь. Технология Turbo Boost в процессорах Arrandale выйдет на новый уровень и сможет повышать рабочую частоту графического ядра. Таким образом, со скромных 500 МГц может осуществиться автоматический разгон до 766 МГц. Пользователю не будет доступна функция разгона, и заставить графику всегда работать на повышенной частоте не выйдет. И снова, как в случае с разгоном процессорного ядра, вступает в действие принцип "качелей", который хорошо известен оверклокерам. Если процессорные ядра загружены на 100%, шанс, что в 3D графическое ядро получит разгон до 766 МГц, минимален. Справедливо и обратное. Возможно, это всего лишь догадки, но скорее всего так и будет. Поскольку одновременный разгон как процессорных ядер, так и графики без выхода за рамки TDP в 35 Ватт невозможен.

Кроме того, в семействе Arrandale будут присутствовать еще и представители линейки Core i5 - 540М и 520М. Как нам стало известно, чип Core i5 540М будет работать на частоте 2,53 ГГц, а модель Core i5 520М на частоте 2,4 ГГц. Пока лишь на уровне предположения, но отличие Arrandale Core i7 от Arrandale Core i5 может заключаться в разном объеме кэш-памяти третьего уровня, у процессора Core i7 620M он будет равен 6 Мб, а у Core i5 540M/520М только 3 Мб.

Также есть информация о том, что литера "М" в обозначении модели процессоров Arrandale будет обозначать уровень TDP в 35 Ватт. Литеры "LM" - 25 Ватт, литеры "UM" - 18 Ватт. А это говорит о том, что парк процессоров Arrandale не ограничится только тремя моделями Core i7 620M, Core i5 540М и Core i5 520М. Процессорный гигант сможет предложить практически для каждого из существующих классов ноутбуков необходимый чип. Разумеется, литеры "UM" уже не позволят процессору работать на высоких частотах, однако позволят ему попасть в ультратонкие ноутбуки. Кроме того, не стоит забывать, что благодаря объединению двух компонентов вычислительной системы в одном появляется возможность существенного снижения размеров платформы.

http://www.3dnews.ru/news/main
---------------

[Serg12]

----------------------------
Создан первый программируемый квантовый компьютер

16.11.2009

Схематическое изображение взаимодействия атома (синим) и электрона (желтым). Иллюстрация Berkeley National Laboratory

Физикам из Национального института стандартов и технологий в США впервые удалось собрать простейший программируемый квантовый компьютер. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводит New Scientist.
Машина ученых работает с двумя кубитами - квантовыми аналогами бита, которые могут одновременно находиться в двух состояниях. В новой установке эти объекты реализованы как ионы бериллия в миниатюрной (около 200 нанометров) магнитной ловушке. Помимо бериллия в ловушках находятся ионы магния, предотвращающие ненужные вибрации и обеспечивающие стабильность. Ученые заставляли кубиты работать, используя лазерные импульсы в ультрафиолетовом диапазоне.

Чтобы продемонстрировать универсальность своего компьютера, физики отобрали наугад 160 простейших вычислительных программ с участием двух кубитов. Для реализации всех программ потребовался 31 вид лазерных импульсов, каждый из которых обеспечивал работу одного или двух кубитов. Каждая из программ запускалась по 900 раз.

После проведения испытаний, исследователи сравнили полученные результаты, с предсказанными теорией. В результате у них получилось достаточно хорошее согласование. При этом, однако, они отмечают, что пока их компьютер совершает достаточно большое количество ошибок. Так, доля верных ответов составляет около 80 процентов (для нормальной работы необходимо 99,99 процента). По словам ученых, это связано со случайными флуктуациями лазерного источника.

Создатели нового компьютера подчеркивают, что их машина должна стать важной частью будущего полноценного квантового компьютера. Их разработка позволяет, например, достаточно легко выполнять многие рутинные операции.

Квантовые компьютеры - пока существующие только в теории вычислительные машины, работа которых основана на принципах квантовой механики. Считается, что во многих областях применение подобных машин позволит добиться значительных успехов по сравнению с существующими классическими компьютерами. Недавно ученым впервые удалось реализовать квантовый процессор с использованием стандартных технологий производства полупроводниковых чипов.

http://www.lenta.ru/news/2009/11/16/quantum/
----------------