改變未來電腦的材料

前言

我們都知道現(xiàn)今的微處理器的材料是硅，但未來會不會出現(xiàn)截然不同而且意想不到的材料呢？有一天我們或許會看到用各式各樣材料做出的電腦相關(guān)硬件，從藍寶石、鉆石、細菌，到鮭魚的睪丸等等。

在德國和瑞士，科學(xué)家們正在致力于發(fā)展研發(fā)石墨烯晶片，然而在這些科學(xué)家研究這種單一硅原子薄層（Silicene）的同時，我們還是可以繼續(xù)關(guān)注那些已知的材料上正在付出努力的人和他們的研究成果。

英國利茲大學(xué)的研究員希望能用細菌制造硬碟。實際上，就是用鐵來喂養(yǎng)細菌，使其磁化。理論上這些磁化細菌能儲存1和0，另外還能作為連結(jié)微電子裝置的纜線?！拔覀兛梢哉{(diào)整這些生物纜線來符合特定電阻，它們成長后，不同組件可互相連結(jié)，變成一臺完整的生物電腦。”田中正義（Masayoshi Tanaka）博士對利茲大學(xué)新聞處表示。

稀奇古怪的材料不只如此。日前，臺灣清華大學(xué)和德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究員，使用DNA建造出一讀多寫的數(shù)據(jù)儲存裝置。這可不是普通的DNA，是來自鮭魚睪丸的DNA！DNA能和金屬納米顆粒良好共處，當(dāng)你把它和這些極微小金屬顆粒混合時，能改變它的光電屬性，這時就能透過切換導(dǎo)電性狀態(tài)；可導(dǎo)電（一個1）或不可導(dǎo)電（一個0），來儲存資料。為什么選擇睪丸呢？研究者表示，因為鮭魚睪丸能產(chǎn)出大量精蟲，而大量精蟲就意味著大量DNA。

近期，一篇由德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)與瑞士Acreo AB研究所發(fā)表的論文揭露了使用石墨烯來制造晶片的方法，這是有望未來用于微電子領(lǐng)域中呼聲極高的材料之一。石墨烯是厚度為一個原子的碳薄層，發(fā)現(xiàn)石墨烯的是兩位獲得諾貝爾獎殊榮的科學(xué)家，但其應(yīng)用于商業(yè)還有一段路要走。石墨烯導(dǎo)電性極佳，卻無法輕易與晶片其他結(jié)構(gòu)相連。據(jù)報導(dǎo)，德國與瑞士的科學(xué)家研發(fā)出使用碳化硅制造的新種石墨烯（碳化硅是用碳和硅制造出的晶體，加熱后晶體中的硅原子會上升，留下石墨烯在底層），并找到在碳化硅中蝕刻出通電道的方法，在蝕刻過程中加入氫，可改變碳化硅晶體與石墨烯連結(jié)方式，因此可將此材料的部分作為導(dǎo)體，部分為半導(dǎo)體。他們因此成功做出電晶體，也代表能夠和晶片的不同構(gòu)造連結(jié)。

惠普公司開發(fā)出“憶阻器”，它能儲存資訊還能減少電耗。這個裝置由兩層二氧化鈦半導(dǎo)體構(gòu)成，其中一層具有“氧空缺”，另一層則無；有氧空缺的層有導(dǎo)性，l另一層不具有。如果對其發(fā)送電流，可使氧空缺在層間移動構(gòu)成開關(guān)。如果氧空缺在同層即“開啟”，在不同層則“關(guān)閉”。此開關(guān)即使流失電力也能保有資訊。Memristor是記憶電阻的簡稱，如惠普能成功將它帶進市場，將大大改善記憶體科技。