Výsledkem spolupráce HP a UCLA je důležitý patent v molekulární elektronice

10. února 2002
Nová Java 2 verze 1.4
Společnost Hewlett-Packard (NYSE:HWP) spolu s univerzitou UCLA (University of California at Los Angeles) obdržela americký patent pro technologii, která by mohla umožnit jednoduchou a levnou stavbu velmi složitých logických čipů v molekulárním měřítku.
Výsledkem spolupráce HP a UCLA je důležitý patent v molekulární elektronice

Výzkum se zabývá molekulární elektronikou jako zcela novou technologií, která by mohla rozšířit, možná i zcela nahradit integrované obvody na bázi silikonu během deseti let. Většina expertů věří, že silikonová technologie dosáhne svých fyzických a ekonomických hranic zhruba do roku 2012.

 

Patent(1), vydaný Philipovi J. Kuekesovi a R. Stanleymu Williamsovi z laboratoří HP a Jamesi R. Heathovi z UCLA, staví na předchozích patentech a vědecké práci společnosti a univerzity pracující pod grantem americké Defense Advanced Research Projects Agency s využitím finančních zdrojů HP.

 

Proces výroby čipů v současné době vyžaduje několikanásobné, drahé přesné kroky k vytvoření složitých vzorců vodičů, které definují počítačový obvod. Vynález HP a UCLA navrhuje použití vodičů s jednoduchou strukturou, spojených elektronickými přepínači o tloušťce pouhé jedné molekuly.

 

HP v laboratoři předvedla, jak se některé vzácné kovy při chemické reakci se silikonovým substrátem přirozeně formují do nanoskopických paralelních vodičů. Dvě sady paralelních vodičů, navzájem zhruba pravoúhle orientovaných, by potom mohly být přetvořeny ve strukturu podobnou mapě Manhattanu v New Yorku s ulicemi směřujícími od východu na západ a dalšími od severu k jihu.

 

V podobném experimentu výzkumní pracovníci zkřížili vodiče velikosti těch, které se používají v dnešních počítačových čipech, a rozložili je kolem vrstvy elektricky přepínatelných molekul, zvaných rotaxany, která měla tloušťku jedné molekuly. Jednoduché logické obvody byly potom elektronicky vytvořeny zavedením signálů do molekul zachycených mezi nitkovými kříži.

 

HP a UCLA ve vzájemné spolupráci rovněž patentovali paměťový čip založený na molekulárních přepínačích. Časopisem Massachusetts Institute of Technology Review byl tento vynález(2) označen za jeden z pěti nejvýznamnějších patentů roku 2000.

 

„Naše výsledky napovídají, že programování by v budoucnosti mohlo nahradit dnešní složitou, vysoce přesnou metodu výroby počítačových čipů,“ konstatoval samostatný vědec a počítačový architekt HP Labs Philip J. Kuekes. „Jakmile bude sestavena základní struktura, bude možné použít programování k implementaci složité logické konstrukce elektronickým nastavením správných konfiguračních přepínačů ve struktuře v molekulárním měřítku.“

 

Zatímco v předchozích experimentech byly formovány jednoduché logické obvody, až do posledního patentu přetrvávala koncepční bariéra, která zabraňovala plnému využití této technologie a vytvoření praktických, složitějších čipů.

 

„Problém je v tom, že v jedné velké struktuře by se elektronické signály navzájem rušily,“ vysvětlil R. Stanley Williams, člen vědecké rady HP a ředitel výzkumu kvantové vědy v laboratořích HP. „Bylo by to, jako kdybychom odstranili všechny semafory z Manhattanu a vyžadovali minimální rychlost 30 mil v hodině. Výsledkem by bylo totální ucpání systému. Semafory, stejně jako seříznuté vodiče, regulují průběh dopravy a umožňují přepravu pasažérů nebo informací mezi jakýmikoli dvěma body struktury.“

 

Řešení, které patentovaný vynález navrhuje, předpokládá seříznutí vodičů na menší délky a přeměnu některých "křižovatek" na izolace. „Prakticky rozdělíte město na menší čtvrti s menšími ulicemi v každé čtvrti a většími ulicemi spojujícími jednotlivé čtvrti,“ doplnil Williams. Izolace jsou tvořeny „rozdělovacími vodiči“, jež jsou chemicky odlišné od ostatních. Rozdíl napětí mezi rozdělovacím vodičem a cílovým vodičem vytváří izolaci.

 

Ovládání těchto napětí a nábojů bylo také předmětem předchozího patentu(3), který byl R. S. Williamsovi a P. J. Kuekesovi vydán minulý rok a jenž poskytl metodu propojení zařízení v molekulárním měřítku se současnou technologií, jejíž součástky jsou obvykle asi 100krát větší. Obecně řečeno, toto ovládání zahrnuje speciální techniku dělení toku dat s použitím chemického procesu k propojení litograficky vytvořených vodičů s vodiči v nanometrickém měřítku.

 

(1) US 6,314,019 B1, “Molecular-Wire Crossbar Interconnect (MWCI) for Signal Routing and Communications.” ("Křížové vnitřní propojení molekulárních vodičů pro směrování signálů a komunikaci")

 

(2) US 6,128,214, “Molecular Wire Crossbar Memory.” ("Paměť křížové lišty pro molekulární vodiče")

 

(3) US 6,256,767, “Demultiplexer for a Molecular Wire Crossbar.” (Demultiplexor pro křížové lišty pro molekulární vodiče")

# # #

UCLA (http://www.ucla.edu) je jednou z vedoucích světových univerzit, renomovaných pro progresivní výzkum a inovaci, středoškolské a vysokoškolské vzdělávání a službu společnosti. UCLA a UC Santa Barbara se spojili, aby vystavěli California NanoSystems Institute (Californský Institut Nanosystémů) (http://www.cnsi.ucla.edu), který pomůže vyvinout informační, biomedikální a výrobní technologie (nanotechnologie), které budou hrát významnou roli ve vědě a ekonomii našeho nového století.

Společnost Hewlett-Packard je předním světovým dodavatelem řešení a služeb pro výpočetní techniku a zobrazování. Zaměřuje se na výrobu zařízení a technologií, dostupných pro všechny. Celkové příjmy společnosti HP ze stávajících provozů ve fiskálním roce 2001 činily 45,2 miliardy dolarů. Další informace o společnosti HP a jejích produktech lze nalézt na adrese http://www.hp.com nebo http://www.hp.cz.

Váš názor Další článek: Nová Java 2 verze 1.4

Témata článku: Programování, Signal, Praktická elektronika, Nová molekula, Vynález, Praktická elektronika 2016, California, Čtvrt miliardy, Struktura, Molekula, Jednoduchý vzorec, Santa Barbara, Stanley, Chemická struktura, Manhattan


Určitě si přečtěte

3D tisk pro naprosté zelenáče: Co vyrobíte na laciném stroji za pár tisíc korun

3D tisk pro naprosté zelenáče: Co vyrobíte na laciném stroji za pár tisíc korun

** Domácí 3D tisk je dnes už finančně dostupný prakticky všem ** Lacinou tiskárnu pořídíte za pár tisíc korun ** Jak vlastně tisk probíhá a jak navrhnout, co vytisknout

Jakub Čížek | 67

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

** Z Brna pochází třetina světové produkce elektronových mikroskopů ** První československý kus vyrobila Tesla už v 50. letech ** Dnes na ni navazuje třeba brněnský Tescan

Jakub Čížek | 19

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

** Mapy.cz neslouží jen k zobrazení podkladů a plánování tras ** Nabízejí celou řadu dalších praktických funkcí a možností ** Vybrali jsme třináct tipů a triků, o kterých možná (ne)víte

Karel Kilián | 31

Zorin OS 15: Vyzkoušejte další hezký a nenáročný linux pro mamku a taťku

Zorin OS 15: Vyzkoušejte další hezký a nenáročný linux pro mamku a taťku

** Ačkoliv je grafických linuxů plný internet, stále vládnou Windows ** Jeden z nich se jmenuje Zorin OS a nedávno se dočkal aktualizace ** Dělají jej dva kluci z Irska a je fakt hezký

Jakub Čížek | 115

Wi-Fi 6 konečně začíná dostávat smysl. Poradíme, jak ji využít

Wi-Fi 6 konečně začíná dostávat smysl. Poradíme, jak ji využít

** Na trh míří první levné Wi-Fi 6 routery ** Nabídka zařízení, zejména notebooků, každý den roste ** Poradíme, jak nejlépe přejít s domácností na Wi-Fi 6

Tomáš Holčík | 28


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 20 procesorů

Srovnání 15 True Wireless sluchátek

Vyplatí se tisknout fotografie doma?

Vybíráme nejlepší základní desky