戈登·摩尔:名字意味着进步——摩尔定律50周年之际专访摩尔

<正>戈登·摩尔是英特尔公司的创始人之一,更是著名的摩尔定律的提出者。我们可以毫不夸张地说,戈登开创了集成电路。退休后,他本人专注于以科学技术为核心的慈善事业。但这些都不是他久负盛名的原因,他最引人关注的成就是摩尔定律的提出。在1965年4月,他在《电子学》(Electronics)杂志上发表了一篇对电子行业预期的文章。正是在这篇文章中,他提出了震惊世界的摩尔定律,摩尔定律准确地预测和指导了电子行业的发展。正值摩尔定律50周年,IEEE Spectrum副主编瑞切尔·考特兰     

摩尔定律将带来更多可能

<正>1965年,摩尔以一个从化学领域半路出家的电子工程师的身份,做出了"集成电路上能被集成的晶体管数目将会稳定增长"的预言,并在之后将这个速率界定在每两年倍增一次上,并且估计,电子产业将在那之后数十年内保持着这种势头。半导体行业也正像他所估计的那样,在近年来一路高歌勇进地向前发展。电子工程师们持续缩小晶体管的规格,并且与此同时,让这些计算机芯片的性能精度和功能广度与日俱增。在第一个十年里,半导体行业遵循摩尔定律发展,主要归功于那些天才工程师的努力和制造生产工艺的进步。当然,基础科学知识的关键作用也是     

打破“功耗墙”——记梁晓峣的低功耗处理器研制

后摩尔时代的"功耗墙" 自从集成电路发明以来,芯片已成为了电子电路集成的基本形式.而集成度增加的速度,一直是按照著名的摩尔定律——"芯片的集成度每18个月至2年提高一倍,即加工线宽缩小一半"——稳步前进的. 然而,芯片制造的实践表明,由于有不可逾越的物理限制,制造尺寸的缩小会遇到各种技术挑战.硅材料的加工极限一般认为是10纳米线宽.受物理原理的制约,小于10纳米后不太可能生产出性能稳定的产品.提出摩尔定律的摩尔本人也曾公开表示,摩尔定律将很难一直有效.     

半导体化学的一些問題

近年来,半导体科学具有了非常重大的意义,它对很多科学技术部門的发展起着决定性作用。因此,在发展苏联国民經济的七年計划草案中(这个计划中的控制数字將提交苏共第二十一次代表大会討論)对半导体給予很大的注意,这是很自然的。如果不广泛吸取化学的概念和方法,半导体技术的进一步发展(这同利用新的半导体材料有关)和半导体理论的向前发展都是不可能的。有必要建立一个边缘学科,把固体物理学和化学连结起来。这个学科就是半导体化学。半导体科学向化学方面发展的轉折点是在战后的头几年开始的。当时,物理学家已经确定了鍺和硅的     

对半导体材料研究的一些意見

远在十九世紀后半世紀,半导体的某些特性就已被发現。但是对它系統地深入研究,只不过是最近二三十年的事。在第二次世界大战期間,利用半导体p-n結的整流作用制成的检波器,解决了真空管所不能解决的雷达技术中极高頻电路的应用問題以后,半导体科学技术获得了极为蓬勃的发展。物貭按其导电的性貭可分为三类,即导体、电介貭和半导体。导体的电阻率約为10~(-6)～10~(-4)欧姆·厘米;电介貭的电阻率約为10~(14)～10~(18)欧姆·厘米;半导体的电阻率介于导体和电介貭之間。半导体与电介貭只是有量上的差別,而半导体与导体则具本貭的差别。半导体的电阻温度系数为負。电介貭亦如是,不过只有在     

Hg_(1-x)Cd_xTe三元半导体的禁带宽度

三元系Hg_(1-x)Cd_xTe(0≤x≤1)随着x的增大由半金属转变成半导体,半导体的禁带宽度E_g既是发展红外探测器的基本参数,又是能带结构研究中必须由实验来确定的两个最基本的参数之一(另一个是电子有效质量m~*或动量矩阵元P),因而它与组分x和温度T的关系是一个特别重要的问题,有过不少的研究报道。     

新型半导体深能级掺杂机制研究

掺杂技术是现代半导体技术的核心之一.本文介绍了荣获2017年国家自然科学奖二等奖的项目,重点围绕宽禁带半导体材料、二维半导体材料的能带结构和器件,系统地研究了几类重要的半导体材料的深能级掺杂机制,并进行性能预测.主要创新工作包括:(1)提出了钝化共掺杂方法,增加了TiO_2的光催化效率;(2)发现了空穴导致非磁半导体中d~0铁磁性的新的物理机制;(3)为克服小量子系统掺杂瓶颈,提出通过共掺杂方法在材料中形成杂质能带,降低杂质电离能以提高载流子浓度;(4)对两类新型的二维半导体材料,即过渡金属硫化物以及石墨炔,发现了一系列新奇的物理现象和掺杂机理.这些工作对半导体掺杂理论的发展、新一代纳米器件和第三代半导体器件的结构设计以及性能预测将起到重要的指导作用.     

2014年诺贝尔物理学奖,一石激起千层浪

<正>瑞典皇家科学院2014年10月7日宣布2014年诺贝尔物理学奖授予日本的赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)和美籍日裔的中村修二(Shuji Nakamura),以表彰他们发明蓝色发光二极管(light emitting diodes,LED).一石激起千层浪,这一奖项的公布引起国际社会极大关注,特别是对于正在发展中的半导体照明行业,引起了业内人士的极大反响.蓝光LED是半导体照明的核心元器件,目前所有的白光LED都是由蓝光LED芯片加上下转换的荧光粉制成的.由于半导体照明在中国的广泛推广     

光栅耦合波导模共振实现GaAs/GaAlAs多量子阱室温反射型光学双稳

一、概述 多量子阱(MQW)及超晶格(SL)等人工材料的问世使半导体非线性光学效应从低温扩展到了室温,为高速度、低阈值及室温工作的光学逻辑元件提供了可能。 对于GaAs/GaAlAs MQW及SL材料,其室温三阶非线性系数X_csu~(3)约为6×10~(-2),比CS_2大10~9倍,比Si大10~4倍,预示着它具有很低的本征光学双稳(OB)阈值.80年代初,Gibbs等人利用这种材料制成超薄的F-P光学腔,在室温首次观测到OB,其开阈～1mW/     

摩尔定律的下一步:英特尔将推出新一代10纳米芯片

<正>2017年,英特尔公司将利用其制造业优势研发新一代芯片。目前看来,对于摩尔定律的未来发展,人们普遍持悲观态度。但英特尔公司对于摩尔定律的前景,至少在未来几年内,则持绝对的乐观态度。在2017年,英特尔公司将推出第一批利用新型、10纳米芯片制造技术生产的处理器。英特尔透露,与之前的相比,以此种方式生产出的晶体     

微处理器技术离我们并不遥远

<正>美国著名小型计算机设计大师戈登·贝尔对于小型机所使用的微处理器技术的发展曾作出如下预测：“在保持计算机能力不变的情况下，每18个月微处理器的价格和体积将减少一半。”这是对“摩尔定律”的补充，被称为“贝尔定律”。“摩尔定律”由英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出，具体内容为：“当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18～24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。”这就意味着，同等价位的微处理器的速度会越变越快，而同等速度的微处理器则会越来越便宜。     

Zn_(1-x)Fe_xSe薄膜的折射率及Moss定则

ZnSe是一种直接型宽带隙半导体材料,适用于制作可见光短波长的光电子器件,如蓝发光二极管,蓝紫半导体激光器等,它还是一种很好的红外窗口材料,因此早在70年代就引起人们的兴趣。近年来,以ZnSe为母体的稀释磁性半导体材料Zn_(1-x)Fe_xSe,Zn_(1-x)Mn_xSe等的研究工作进展迅速,因为它们有许多独特的磁学和光学性质。     

碳纳米管及其研究进展

引言1991年,日本电子公司(NEC)的饭岛澄男博士在用电子显微镜观察石墨电极直流放电的产物时,发现一种新的碳结构——碳纳米管(CarbonNan-otubes,CNTs),自此开辟了碳科学发展的新篇章,也把人们带入了纳米科技的新时代。碳纳米管具有一维中空的纳米结构,管径一般为几个纳米到几十纳米,管长可达几十微米甚至更长,比表面积大,机械强度高,热导率是目前导热性能最好的金刚石的2倍,电流传输能力是金属铜线的1000倍,同时还有独特的金属或半导体导电性,在场发射、分子电子器件、复合材料增强体、催化剂载体等领域有着广泛的应用前景。短短十几年,…     

稀释磁性半导体

近年来一类新的半导体合金:稀释磁性(或半磁性)半导体引起人们的极大关注。稀释磁性半导体(DMS)是一种合金材料,它们的晶格含有取代的磁性离子,例如CdMnTe(在主晶CdTe中一小部分Cd原子由一种磁性离子(Mn)任意取代)。对这些材料感兴趣的原因有三:1.DMS的特性(能隙、晶格参数等)可加以仔细修整。例如不透明半导体CdTe当愈来愈多的Cd原子被Mn取代时逐渐变得透明。2.显出极端有趣的磁性。例如在低温下     

评《压电电子学与压电光电子学》

随着集成电路的集成度越来越高, 晶体管的尺寸越来越小, 特别是当器件中最小线宽趋于10 nm时, 将会出现一系列由量子效应引起的新的效应. 另外从工艺上讲, 器件线宽越小, 大规模工业化市场的成本将大幅增加. 因此终究有一天摩尔定律会遇到瓶颈甚至失效. 人们已经在探讨摩尔定律以后的电子学将向什么方向发展, 并把希望寄托在纳米电子学上, 认为由纳米科学发现的一些新材料, 如碳纳米管、石墨烯、半导体量子点、量子线等是最有可能的下一代微电子学的基础材料. 由它们制成的微电子器件工作原理已经不再是经典的输运理论, 而是需要考虑量子力学效应, 以及由此而产生的介观输运理论, 甚至量子波导理论. 目前由这些材料制成的单个晶体管已经显示出优越的性能, 但关键的障碍在于集成, 还找不到一种能与目前大规模集成电路相比拟的方法来集成纳米晶体管.     

宽禁带半导体掺杂机制研究进展

随着电子信息技术进入后摩尔时代,人们期望探寻一些新材料、新技术以推进半导体科学技术的发展.作为新一代战略电子材料,宽禁带半导体的技术应用近年来取得了飞速发展.宽禁带半导体的掺杂与缺陷调控是实现其重要应用价值的关键科学基础.本文主要介绍了我们和合作者近期围绕碳化物、氧化物、氮化物宽禁带半导体中掺杂与缺陷机理及性能调控展开的研究工作,具体包括:(1)探究4H-SiC中本征缺陷的电学和动力学性质,解释了实验上4H-SiC的有效氢钝化现象的内在物理机制;(2)研究In₂O₃中过渡金属元素的掺杂物理性质,提出了过渡金属掺杂的设计原则,并预测过渡金属Zr、Hf和Ta在In₂O₃中具有优异的n型特性;(3)采用轻合金化法调控Ga₂O₃材料的价带顶位置,并通过选取合适的受主杂质(如Cu_Ga),有望使(Bi_xGa_1–x)₂O₃合金成为高效的p型掺杂宽禁带半导体(4)...     

参加第8次全苏半导体会议记

苏联科学院于去年11月14—20日在列宁格勒召开了第8次全苏半导体会议。与1950年召开的第7次会相比,报到的代表人数增加到4倍多,而参加会议的人数又是报到的代表人数的两倍多。有这么多人参加会议很明显地说明了科学及技术界对半导体的研究及应用有着很大的、日益增长的兴趣。     

量子点敏化TiO2纳米管阵列光电极的制备研究取得新进展

窄禁带半导体量子点作为太阳能电池的敏化剂有许多优点:(1)可以通过控制量子点的尺寸调节能级结构,使其吸收光谱能够匹配太阳光光谱;(2)半导体量子点的固有偶极矩可以使电荷快速分离;(3)量子点吸收一个光子能够产生多个光生电子1),有望进一步提高光电转换效率.     

类脂双层传感器和生物分子电子学

从本世纪60年代初起人们对类脂双层进行了广泛的研究。目前,平面的双层类脂膜(缩写为BLM)与球状的类脂双层即脂质体一起在经过适当修饰后已是生物膜的最佳模型。近来,微电子学的进展和人们对包括BLM在内的超薄有机膜的兴趣已导致生物传感器的发展,从而在化学、电子学以及生物学等学科的交叉处产生了一个新的研究领域:生物分子电子学。这个激动人心的新科技领域是发展新的半导体后电子技术即其长期目标是分子计算机的分子电子学的一部分。当前的微电子学与未来的分子电子学之间的分界线为一微米。在一微米以下,经典的微电子学规律不再成立而量子力学的规律开始起作用。微电子学以半导体薄片为基础,而新型的分子电子学将以分子和原子本身的能力为基础。在分子电子学里有两个主要方向:(1)以分子和原子的性质为基础的分子电子学和(2)应用量子效应的纳电子学。人们预期这些新的领域将发展出比目前PC计算机线路要快10万倍的分子电子线路,在分子电子线路里,分子的信息加工能力将通过电子及其结构的变化来实现。在生物体里,蛋白酶的构     

超越摩尔定律的摩尔

他是英特尔(Intel)公司的创始人之一,摩尔定律的提出者,自称是"意外的企业家",也是30米望远镜(Thiny Meter Telescope)及其他科研项目和教育项目的捐助人-- 戈登·摩尔(Gordon Moore,见下图)并没有像他以前的老板威廉·肖克利(william Shocklev)获得过诺贝尔奖,也没有像他的商业伙伴罗伯特·诺伊斯(Roben Noyce,他们一同创建了英特尔公司)那样获得过集成电路的发明专利.