Первый компьютер на нанотрубках создали в Стэнфорде

Исследователям из Стэнфордского университета удалось создать первую в мире работающую модель компьютера, целиком построенного на углеродных нанотрубках. В среду описание проекта было опубликовано в Nature. В перспективе такие разработки позволят существенно повысить быстродействие и мощность электронной техники и сделать ее более компактной.

Традиционная электроника на базе полупроводниковых (кремниевых) кристаллов практически исчерпала возможности миниатюризации, и надежды на дальнейший прогресс в этой области ученые связывают с новыми технологиями, в частности, с углеродными нанотрубками. Так называются протяженные цилиндрические структуры диаметром несколько десятков нанометров, состоящие исключительно из соединенных между собой атомов углерода. Нанотрубки обладают уникальными показателями прочности и электропроводности, что теоретически позволяет конструировать из них компоненты компьютеров и других электронных приборов. "Из всех технологий, рассматривающихся в качестве преемника кремнию, углеродные нанотрубки представляются наиболее перспективными", - говорит Супратик Гуха, директор подразделения физических исследований Уотсоновского исследовательского центра IBM.

Долгое время ученые лишь экспериментировали с нанотрубками в лабораториях. Стэнфордская разработка - один из первых шагов к практической реализации этой идеи. Представленный нанокомпьютер сравнительно примитивен - его основу составляют всего 178 транзисторов, каждый из которых состоит из десятков тысяч нанотрубок. Но, несмотря на примитивность, он способен загружать операционную систему, выполнять различные вычисления и даже работать в многозадачном режиме.

"Это настоящий компьютер в полном смысле слова, - утверждает Макс Шулакер, электронщик из Стэнфордского университета, возглавлявший работы по данному проекту. - Таким образом мы показали, что из углеродных нанотрубок можно строить полноценные работоспособные вычислительные схемы, причем процесс их производства может быть вполне надежным".

Михаил Роко, эксперт американского Национального научного фонда, помогавший финансировать стэнфордский проект, считает разработку важным шагом вперед. "После доработки технологии мы сможем сделать более быстрые компьютеры с меньшим числом компонентов и в десять раз меньшим энергопотреблением", - убежден Роко.

Транзистор из нанотрубок был изобретен в 1998 г., но до сих пор исследователям не удавалось строить такие транзисторы с должной степенью надежности, чистоты и регулярности. При "выращивании" нанотрубок часто возникают непредсказуемые дефекты, не позволяющие использовать получаемый материал для построения транзисторов. "Казалось, эту проблему никогда не удастся решить", - вспоминает Субхасиш Митра, один из участников стэнфордского проекта. Но проблема, как утверждается, все же была решена с помощью специальной технологической схемы и сложнейшего механизма отладки.

Аналогичные проекты ведут и коммерческие компании. В прошлом году исследователи из IBM показали транзисторы на нанотрубках, по быстродействию втрое превосходящие обычные кремниевые транзисторы и потребляющие втрое меньше энергии. Однако объединить эти транзисторы в работающие схемы пока не удается. Стэнфордская разработка пока тоже носит экспериментальный характер. "Мы продемонстрировали очень простой компьютер, - говорит профессор Филип Вонг, еще один участник проекта. - От него до рыночного продукта надо пройти очень длинный путь".

Использованы материалы The Wall Street Journal.