Mạch nanô có triển vọng to lớn

Các nhà nghiên cứu của Hãng IBM và hai trường đại học của Mỹ ở Floridavà New York cho biết công trình này có thể dẫn đến chế tạo được các loại chip máy tính nhanh hơn.

Nhỏ hơn, nhanh hơn

Các nhà khoa học đã tiếp tục tìm cách phát triển rộng ranh giới của công nghệ sản xuất chip từ năm 1965, khi Nhà đồng sáng lập Hãng Intel là Gordon Moore dự đoán số lượng tranzito trên một chip có thể cứ hai năm lại tăng gấp đôi. Tranzito là bộ chuyển mạch điện tử cơ bản. Mỗi một chip cần một số lượng tranzito xác định và càng nhiều tranzito chúng càng có khả năng chuyển mạch nhanh hơn, và chip có thể thực hiện nhiều phép tính toán hơn. Trong 4 thập niên vừa qua, các nhà sản xuất chip đã thành công trong việc phát triển theo dự báo mà người gọi là Định luật Moore . Tuy nhiên, trong những năm gần đây, có một thực tế là silic không có khả năng duy trì tốc độ cải thiện công năng như vậy nữa, buộc các nhà khoa học phải khám phá các vật liệu nanô mới. Thiết kế cuối cùng bao gồm 12 tranzito được chế tạo từ hai loại vật liệu khác nhau là palađi và nhôm. Các vật liệu này được bố trí theo chiều dài của ống nanô cacbon, cơ bản là một tấm các nguyên tử cacbon được cuộn vào nhau, để tạo ra một cấu trúc gọi là bộ dao dộng vòng (Ring Oscillator).

Bằng chứng về nguyên lý

Mạch hoàn thiện chỉ dài 18 micro mét và nằm ngang một ống còn hẹp hơn. Mạch không được thiết kế để sử dụng trong chip máy tính. Thay vì thế, đây là bằng chứng về nguyên lý cho phép nhóm nghiên cứu thử nghiệm tốc độ chuyển mạch thiết kế của nó. Theo Giáo sư Joerg Appenzeller, nhà nghiên cứu tại IBM và một trong các tác giả của bài báo đăng trong Tạp chí Science, bộ dao động vòng là một công cụ rất tuyệt. Bộ dao động vòng cho phép tạo ra các đặc trưng của tranzito giống như khi người ta sử dụng đồng hồ đo tốc độ để đo tốc độ của xe ôtô.

Sử dụng thiết bị này, các nhà nghiên cứu đã cho thấy họ có thể đạt tới tốc độ 50 mêga Hertz, chậm hơn hàng trăm lần so với tốc độ giga Hertz của các bộ xử lý silic thường thấy ở hầu hết các máy tính cá nhân. Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu cho biết mạch chạy nhanh hơn 100.000 lần so với thiết bị trước đây chế tạo từ ống nanô cacbon và với việc tiếp tục tinh chỉnh các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ đẩy nhanh tốc độ vượt xa tốc độ hiện nay. Giáo sư Appenzeller tin rằng phương pháp này rất có thể sẽ thúc đẩy các nhà sản xuất chip lớn chấp nhận vật liệu mới như các ống nanô. Các nhà nghiên cứu đã có nhiều kinh nghiệm với silic và hiểu biết rất nhiều về thiết kế mạch. Thực tế, bạn chỉ cần thay đổi các quy trình này rất ít. Đây là một phương thức để áp dụng các vật liệu mới.