Шотландские исследователи достигли значительного прогресса в понимании поведения сверхтонких проводников. В перспективе этот результат может оказать большое влияние на способы соединения компонентов компьютерных систем будущего. На факультете инженерии и электроники университета Эдинбурга были проведены эксперименты по изучению поведения очень тонких проводников — в тысячу раз тоньше человеческого волоса. В наномасштабе (миллионные доли миллиметра) они ведут себя совершенно иначе, чем обычные проводники.
Вместе с коллегами из Технологического института Карлсруэ (Германия) и Римского университета исследователи установили, что при достижении определенной толщины провод уже нельзя согнуть в кольцо. Результаты опубликованы в журнале Science. Авторы разработали также компьютерную систему для прогнозирования и контроля поведения тонких проводников при изгибе.
На первый взгляд, открытие может показаться банальным, но на самом деле оно имеет большое значение. Практическое применение это открытие будет иметь в будущем, когда масштабы микроэлектронных устройств уменьшатся еще на порядок.
Основная проблема состоит в точном присоединении таких проводников к микросхемам без риска порвать или замкнуть его. Если удастся научиться лучше управлять данным процессом, то в итоге можно будет создавать суперкомпьютеры размером с мобильный телефон.
Разработанный инструмент позволит производителям микросхем контролировать процесс соединения нанопроводников, что даст возможность создавать сверхминиатюрные микрочипы.
Компьютерная система, созданная исследователями, позволит производителям микросхем прогнозировать и контролировать процесс монтажа схем тогда, когда миниатюризация размеров микросхем и проводов достигнет наномасштабов.
«В будущем все это поможет созданию небольших по размеру, но гораздо более мощных устройств, — считает профессор Эдинбургского университета Майкл Зейсер. — Когда-нибудь суперкомпьютер будет умещаться на ладони — и нужно, чтобы все провода были там, где положено. При этом может возникнуть любопытная проблема, поскольку обычные способы монтажа полупроводниковых схем войдут в противоречие с новыми свойствами материалов».
Зейсер убежден, что при сохранении нынешних темпов инновации такие суперкомпьютеры появятся всего через десять-пятнадцать лет, чему должно помочь сделанное им открытие. По словам Зейсера, ему удалось решить проблему, связанную с тем, что в условиях одинакового давления каждый из таких проводников ведет себя по-разному, что сильно затрудняет процесс их размещения вблизи друг от друга с выравниванием.
Как заявляет исследователь, он нашел способ заставить нанопроводники вести себя одинаково под давлением. Он делит вещество проводника на сегменты по определенному принципу, лишая проволоку возможности реагировать на давление в качестве единого целого. Таким образом контролировать реакцию нанопроводника становится проще.
По словам ученого, кроме создания более компактных процессоров инженерам микросхем еще необходимо будет справиться с тепловыми флуктуациями, проявляющими себя при достижении наномасштабов. Тем не менее, как сообщает Зейсер, это большой шаг вперед.