納米電子技術的發展研究

摘 要：本文以納米電子技術為中心，具體闡述納米電子技術發展的歷程，再結合當下的發展現狀剖析未來的發展趨勢。

關鍵詞：納米技術；納米電子技術；發展歷程

從戰略意義而言，納米電子技術對提升我國的核心競爭力有著重要意義。在納米技術的基礎上將納米科學與技術兩者融合的新技術，根據目前納米電子技術的應用領域，其制作而成的各種材料已經突破了各種技術的瓶頸，對提高人們生產生活質量有著重要幫助。

1 納米電子技術的發展歷程

1.1 納米電子器件

目前的電子器件的市場對電子器件提出了更高的要求。在技術含量不斷提升的前提下，其實用性也是考察其性能的一個重要指標[1]。納米電子器件作為構成納米集成電路的重要元件，其在發展的過程中主要經歷了三個階段。第一階段是分立元件階段，第二階段是集成元件階段，第三階段是超大規模集成電路階段，隨著電子器件的尺寸逐漸微型化，電子元件進入到納米級別已經成為了現實。比較典型就是單電子晶體管，其就是利用納米級微細加工技術制作而成，這也代表了現有的電子技術已經突破了原有的技術瓶頸。

1.2 納米電子系統

納米電子系統是目前納米電子技術發展的重要方向，其技術的實現主要是利用了納米電子運算等，對納米運算原型系統和納米存儲原型系統進行探索，目的在于研究發明出兩者的單芯片集成。主要的納米電子計算機等[2]。

1.3 納米加工技術

在納米加工技術當中，其中一種加工技術是以微觀角度從分子、原子的角度出發，通過一定環境的設置得出所需要的納米材料，然后再進一步的制作成納米功能器件，最后得到電路系統。另外一種就是以現有的無機半導體材料為主，通過薄膜生長等技術制備而成各種納米級固態電子器件以及集成電路，例如納米壓印等。

1.4 納米電子材料

與普通的材料不同，納米電子材料不管是從性能上還是經濟上都有著顯著的優勢。通俗一點講，納米電子材料實際上就是將納米技術應用于材料學上的一種延伸，主要研究的是零維量子點、一維量子線以及二維量子阱材料。目前主要的納米電子材料有納米半導體材料、納米硅材料等。其中的納米硅材料與其他材料相比，更具優勢，不管是從生產成本、能耗還是穩定性方面都有著不錯的性能。

1.5 納米電子在醫學中的發展

在現代醫學領域中，科技的進步獎各種先進的高科技電子產品被應用到醫學領域當中，并對現代醫學的發展有著重要幫助[3]。特別是納米電子技術迅速發展起來之后，各種結合了納米電子技術的電子產品應運而生。例如能夠直接獲取到細胞膜和細胞器表面結構信息的掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope），還有發發豐富了傳感器理論、推動傳感器制作水平以及拓寬了傳感器應用領域的納米傳感器等等。在現代醫學方面，將生物醫學與納米電子技術結合，目的在于實現醫學電子設備的微型化與集成化。根據當下的發展水平，其電子設備的尺寸大小將逐漸延伸至原子、分子的水平。

2 納米電子技術的未來發展趨勢

2.1 石墨烯

在納米電子領域中，對石墨烯的研究一直在繼續。石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，屬于二維材料。由于石墨烯是目前最薄、最堅硬的納米材料。其導熱系數高于碳納米管和金剛石，電阻率遠低于銅和銀，是目前電阻率最小的材料。由于具備十分良好的性能，整個的石墨烯產業化也在不斷的加快，在航空航天、移動設備等方面的領域范圍也在不斷的拓寬。在移動電子設備中，由于其柔性能夠較好的應用于移動電子屏幕中，其整個的市場為石墨烯的發展提供了動力。由于其高導電性、超輕薄性等優越性能，石墨烯在航空航天領域的應用也備受矚目。

2.2 碳納米管

碳納米管由于其獨有的拓撲結構等性能在光學、機械等方面展現出了廣泛的應用前景。其作為一種納米材料，屬于一維納米材料的一種，在制備碳納米管時，目前常用的有電弧放電法、固相熱解法、輝光放電法等。由于碳納米管能夠支撐透明導電的薄膜，因此可以替換氧化銦錫成為移動電子設備觸摸屏的材料。

2.3 納米生物電子學

將納米電子技術與生物技術相結合，就產生了納米生物電子學。其主要的應用方向在與納米機器以及各種納米生物醫用材料等，主要是在醫學領域，能夠制造出更多的醫學材料。

3 結語

總而言之，納米電子技術的發展不僅是一場技術上的革新，可以說是全社會的一種進步，其發展不僅為整個科技進步帶來了動力，對整個社會、國家的發展都有著重要推動作用。我國需要進一步加強對納米電子技術的理論研究和應用研究，更好的推動我國納米電子技術在各個領域的應用。

[參考文獻]

[1]王剛，閻康平，嚴季新，等.陽極氧化鋁模板法制備納米電子材料[J].電子元件與材料.2012，13（05）：156-157.

[2]杜晉軍，洪海麗，劉振起，等.納米電子器件的研究進展與軍事應用前景[J].裝備指揮技術學院學報.2014，11（04）：147-148.

[3]許高斌，陳興，王鵬，等.碳納米管場效應晶體管設計與應用[J].電子測量與儀器學報.2010，17（10）：203.