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澳研制出世界最细纳米导线 仅为发丝的万分之一

http://www.kexue.com 2012-01-08 11:59:20 新华网  发表评论

纳米导线放大图

  澳大利亚和美国科学家组成的研究团队6日在《科学》杂志上报告说,他们成功设计出迄今世界上最细的纳米导线,厚度仅为人类头发的万分之一,但导电能力可与传统铜导线相媲美。这项技术有望应用于量子计算机研制领域。

  过去40多年来,工业界不断研发制造更小尺度的晶体管、导线等元件,以开发更先进的计算机。然而,元件达到原子尺度后问题显而易见:随着电路变得越来越小,电阻相对于电荷而言常常过大,使得电荷难以流动形成电流。也就是说,量子效应会在接近纳米尺度时限制电子设备的按比例缩减。

  为解决这一问题,澳大利亚新南威尔士大学、墨尔本大学以及美国珀杜大学的科学家利用精心设计的原子精度扫描隧道显微镜,在硅表面以1纳米间隔只安放1个磷原子的方式制备了纳米导线,其宽度相当于4个硅原子,高度相当于1个硅原子。通过这种方式设计的纳米导线可以使电子自由流动,有效解决了电阻问题。

  “我们的技术表明,(计算机)元件可以降低到原子尺度,”领导研究的新南威尔士大学博士生本特·韦伯表示,“感觉好极了,这是个巨大突破,我们都非常激动。”

  韦伯的导师米切尔·斯蒙斯表示,量子计算机可能还需要10多年才能问世,不过,研究团队已经设定了目标:将磷原子作为最小信息单位——就像传统计算机中的比特一样,研制出磷基量子计算机。

  量子计算机是建立在量子力学规律基础上的计算机,它与传统计算机的一个主要区别是,传统计算机只使用1和0两种状态来记录数据和进行计算,而量子计算机可以同时使用多个不同的量子态,因此具有更大的信息存储和处理能力,被认为是未来计算机发展的方向。

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