Електрическото съпротивление спира спирачката на максималната скорост на веригите. В електрическите и електронните схеми това е очевиден проблем, колкото по-голям е мащабът на интеграция (т.е. броят на транзисторите на чип). В случай на наномащабни вериги се случва точно същото. Всъщност веригата на наномащаб е същата като конвенционалната печатна схема (т.е. една от най-високите скали за интеграция), тъй като терминът нано се отнася само до размера на двата компонента. Акцентът на нанотехнологиите, прилагани към електрониката, е фокусиран върху подобряването на производствените етапи, за да се елиминират рисковете от грешки, загуби на мощност поради наличието на примеси или производствени дефекти и следователно значително увеличение на ефективността на веригите (което би повлияло положително консумация и разсейване). Но това е друг въпрос.

инструменти

Факт е, че изследователите от NIST (Национален институт за стандарти и технологии) и Университета Джордж Вашингтон са разработили симулатор, който позволява тези увеличения на съпротивлението да бъдат прогнозирани съвсем точно, използвайки модели, които са толкова точни, колкото и другите методи. Този симулатор може да помогне на индустрията да проектира и тества нови полупроводникови устройства по-ефективно и драстично да намали разходите. Както всички знаем, електрическото поле, генерирано между две точки във веригата, предизвиква движение в зарядите (електроните), което поражда електричеството. Истината е, че дори при стайна температура има малки електрически токове във всеки метал, тъй като стайната температура е способна да извлича електрони от лоното на атомите. В голямо парче мед без примеси, електрон може свободно да "напредва" на разстояние от около 39 нанометра, след като бъде откъснат от атома от обикновената термична вибрация на медните атоми.

Когато намалим мащаба на производство на медната тел, тя вече не е с безкрайно удължение за електрона, но представлява определени неравности по повърхността и по ръбовете, които имат нежелан ефект върху съпротивлението на материала: увеличете стойността му ... С други думи, за електрона е по-трудно да достигне тези 39 нанометра, или с други думи, за постигането на това движение е необходима повече енергия. Оттук и свързаното увеличение на потреблението.

Подходящият симулатор ни позволява да изучаваме онези ефекти, които увеличават съпротивлението на материала и изследователите са го използвали, за да покажат, че при наномащабите ефектите от грапавостта и краищните ефекти, които правят движението на електроните по-трудно, са взаимозависими. . Тези взаимозависимости не биха могли да се предвидят с помощта на предишни методи, така че разработването на този симулатор ще означава впечатляващ напредък в производствените технологии и в повишаване на качеството на бъдещите интегрални схеми, намаляване на консумацията на енергия и надеждността на самите тях.