纳米电子技术的发展
纳米电子技术的发展【1】
摘 要 随着电子学的不断发展，纳米电子技术逐渐演变为我国实现信息科学技术的主要方向。
纳米电子技术的发展不但有利于新技术的研发，更重要的是代表着微电子学的发展趋势。
本文主要对纳米电子技术的发展现状进行分析，在此基础上分析了纳米电子技术的发展趋势，可以看出纳米电子技术的发展对于我们人类日常生活情况有很大的影响。
【关键词】纳米 电子学 趋势
随着纳米技术的广泛运用，已经延伸到社会中的各个领域。
目前已经研究出的纳米电子技术产品多种多样，这些纳米技术的产品不但性能优良，最主要的是功能奇特。
但是值得注意的是科学家对于纳米电子技术的研究还不够深入，那么以后的还需要从新型电子元器件以及碳纳米管等方向入手进一步研发。
1 纳米电子技术的发展现状
1.1 纳米电子材料的应用
现阶段纳米材料主要有纳米半导体材料、纳米硅薄膜以及纳米硅材料等类型。
在这些纳米电子材料中，可以说纳米硅材料最有发展前景，同时还符合当前社会对于电子技术的实际需求。
通过对纳米硅材料与其他纳米电子材料进行比较后，可以看出纳米硅材料具有以下特点：首先，纳米硅材料在不断研发的背景下其成本处于逐渐降低的趋势，其次，该材料还具有能耗低、准确性高以及不易受外界影响的特点。
最后，由于纳米硅材料中分子与分子所存在的距离较小，因此可以一定程度的提升纳米电子材料的反映速度，最终达到提升工作效率的目标。
1.2 纳米电子元件的应用
可以说纳米电子元件是以集成元件以及超大规模集成元件为基础的。
其具体研发历程是在上个世纪50年代美国研究者对集成电路进行研发之后而开始的，然后经过多年的发展后逐渐从中型、大型转变为超大型的集成电路和特大类型的集成电路。
在此背景下，其纳米电子元件的尺寸越来越小，现阶段的电子元件尺寸在0.1到100nm范围之内。
1.3 应用于现代医学领域
特别是在纳米技术的不断发展过程中，其纳米电子技术逐渐应用到医学的领域。
可以说在医学治疗的过程中，可以利用纳米电子技术的特点在细微部分的检测与观察方面。
在普通显微镜无法观测的物品可以通过纳米电子技术进一步剖析。
与此同时，还可以将电化学的信息检测流程中融入纳米传感器的方式对生化反应进行诊断。
同时，在纳米电子技术不断发展的背景下，产生了很多方面的高科技医学产品，例如伽马刀、螺旋CT以及MRI等。
可以说生物医学以及电子学的融合对于纳米电子技术的发展具有重要的意义，纳米电子技术在生物医学的电子设备集成化具有很大的发展空间，在未来的发展中，可以将纳米电子元件的尺寸控制在分子与原子的大小之间，进而就会将微小生物体的研究带到一个新的领域。
2 纳米电子技术的发展趋势
通过对纳米电子技术的发展现状进行分析后可以看出纳米电子技术在未来发展具有很大的空间，对此主要可以从新型电子元器件、石墨烯以及碳纳米管等方向入手。
2.1 新型电子元器件
对纳米电子技术的当前模式分析后，可以断定在未来十年内必然会经过飞速发展的历程。
特别是当前市场对于新型电子元器件的需求逐渐增多的背景下，还需要根据实际需求来对新型电子元器件进行扩展与完善。
对此，可以从单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、纳米尺度MOS器件、分子电子器件、自旋量子器件、单原子开关等新型信息器件的方向入手，在保证了纳米电子技术朝着良好的方向发展的同时，还可以延续摩尔定律以及CMOS的研究成果。
2.2 碳纳米管
可以说碳纳米管是纳米电子技术的发展重要方式，碳纳米管的本质是一种一维的纳米材料，其最大的特点是具有重量轻以及完美六边形的结构。
因此在实际的运用中，碳纳米管具有良好的传热性能、光学性能、导电性能、力学性能以及储氢性能等。
与此同时，碳纳米管在纳米电子方面具有重要的作用，并作为现阶段晶体管中主要的材料，对此有效的碳纳米管可以对集成电路的效率进行提升。
2.3 忆阻器
所谓忆阻器就是就是经过了继电阻器、电容器以及电感元件发展之后而发展的一种模式。
并且忆阻器是模拟信号的方式来对非线性动态纳米元件而组成的具有交叉开关模式的纳米电子技术。
忆阻器的属性不但与CMOS类似，更主要的是其具有功率低、体积小以及不受外界因素影响的特点，进而在未来的发展中可以有效的代替硅芯片等材料。
2.4 石墨烯
同时，石墨烯作为新型的纳米材料来说，不但具有超薄的特征，最主要的是其质地还是非常坚硬的。
并且在正常状态下石墨烯电子的传输速度要比其他类型的纳米电子材料快，正是由于多方面的因素使得对于石墨烯的研究具有重要的意义。
石墨烯和其他导体具有很大的区别，进而在碰撞的过程中其能量不会有损失。
在对石墨烯的未来进行研究与设想后，根据专家预计在10年后可成功研制性能优异的石墨烯类型的导体材料与晶体管。
2.5 纳米生物电子
最后，纳米电子技术还可以与生物技术进行有效的融合，也可以认为纳米生物电子是以多个领域为核心共同建设的。
在对纳米电子技术带入生物领域的过程中，利用纳米电子技术的自身特点可以制造出关于纳米机器以及附属的纳米生物医用的材料产品等，进而可以在医学领域中取得一定的成果，最终达到为人类健康做出巨大贡献的目标。
3 结束语
总之，在电子科学不断发展的背景下，其纳米电子技术的发展越来越受到国际的重视。
通过对纳米电子技术的应用现状进行分析后，可以发现其应用的领域越来越广泛，也就是说纳米电子技术完全融入到我们日常生活当中指日可待。
通过采用纳米电子技术可以实现一种高效、科学而环保的生物材料、电子晶体管以及医学设备等，最终达到改善人们的生活现状的目标，让人们切切实实地体验纳米时代。
参考文献
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纳米电子技术的发展与展望【2】
【摘 要】本分分析了纳米电子技术的`发展现状，并对于纳米电子技术的未来展望提出了自己的看法。
【关键词】纳米电子技术;发展现状;未来展望
随着对纳米电子技术的研发与应用，纳米电子技术在多项领域中都展现出了其强大潜力，随着对纳米电子技术的深入研发，纳米技术势必将广泛应用于各个领域，并成为人们日常生活中不可替代的必需品。
一、纳米电子技术的发展现状
随着纳米电子技术的发展，各种性能优越、功能独特的纳米电子产品已经逐渐应用于各个领域中，纳米电子技术的具体应用主要体现在三个方面：纳米电子材料、纳米电子元件、现代医学应用。
(一)纳米电子材料
纳米电子技术在材料运用上的成果主要包括：纳米半导体材料、纳米硅薄膜、纳米硅材料等。
其中尤以纳米硅材料最具技术优势，想比起传统材料，纳米硅材料更符合未来发展需求，其所具有的优势有：
1.硅分子间距较短，在传递电子信号时速度更快，不仅提高了运行效率，而且降低了信号传递过程中的能耗。
2.准确度高，稳定可靠，同时受环境影响小，符合人们对电子材料性能的需求。
3.成本低，而且随着纳米电子技术的持续发展，其成本在未来会再次降低。
(二)纳米电子元件
电子元件的发展经历了集成、超大规模集成两个发展历程，如果说集成元件是电子元件的一次突破，那么小规模、大规模、超大规模集成不过是对集成的衍生，在本质上超大规模集成和普通集成并没有太大区别，要扩大集成规模，提高运算速度，高能耗便不可避免。
而纳米电子元件这是对集成元件的一次革命性突破，它能够在扩大集成规模的同时，缩小电子元件的尺寸，这符合未来电子产品发展趋势。
同时纳米电子元件的一个电子信号就代表一位信息数据，打破了传统电子元件随着集成规模扩大，能耗必然提高的僵局，符合电子行业对电子元件低能耗的发展需求。
(三)现代医学应用
现代医学的发展趋势是朝着更微观的方向发展，研究生物体的分子或者原子，而纳米电子技术在现代医学的应用，很好地帮助其解决了微观发展的问题。
纳米电子技术以其高集成化、微型化的特性，辅助医学对细微之处进行研究，这是传统显微镜无法做到的，如纳米传感器，它能够详细地观察到生化反应中各种化学信息、电化学信息等。
另外纳米电子技术在现代医学应用中诞生的一些产品，如伽马刀、螺旋CT等，都对现代医学的发展起到了极大的促进作用。
二、纳米电子技术的未来展望
纳米电子技术已经在世界范围内被越来越多的国家认可，各国都加大了对纳米电子技术研发与应用的投入力度。
如美国的“国家纳米技术计划”，简称NNI计划;欧盟制定的2020年发展目标，提出的“新兴的纳米电子学”倡议;日韩以及中国台湾等地区关于发展纳米电子技术的战略计划，中国于2006年提出未来15年的纳米研究部署规划，并制定未来45年的发展路线图等。
由此可见，纳米电子技术的发展，是时代潮流下的必然趋势，具体体现在以下几个方面：
(一)碳纳米管
碳纳米管最早诞生于1991年，由日本科学家最早发明，碳纳米管拥有拓扑结构，并机械强度和导电性都极为优秀，可谓是将光学、机械性能、电子特性三者的优点集于一体，是一种极佳的单电子器件和晶体管材料。
然而碳纳米管的研究并没有止步，2010年，日本和芬兰科学家合作研发出新型碳纳米管，并将其应用于晶体管和顺序逻辑集成电路中，推到了计算机电路的纳米化发展。
同年，瑞典哥德堡大学找到了一种能够对纳米管形成过程进行控制的方法，使得晶体管的尺寸变得更小、运算速度更快，强化了晶体管的整体性能。
由此可见，随着碳纳米管的研究继续深入，它将具有更广阔的发展前景及应用价值。
(二)纳米电子元件
2010年，美国人发明了纳米处理器。
同年，澳大利亚和美国联合研发出了原子晶体管。
2011年，美国匹兹堡大学研发出了超小型单电子晶体管，实现了超大规模集成电路朝微型化、低能耗方向发展。
在未来的几十年，纳米电子元件将得到不断发展，更多性能优越的电子元件将不断被研发出，这为人类探索更深层次领域提供了可能。
(三)纳米生物电子
纳米生物电子是现代医学的发展趋势，利用纳米电子技术开发出纳米生物芯片，将其应用于纳米机器人中，在现代医学治疗中，可以利用纳米机器人进入人体的血管中，从更微观的层面分析人体的健康状况，并对人体内的有害物质进行更全面、更彻底的清理，极大地提高了现代医学水平。
三、结束语
综上所述，纳米电子技术在电子材料、电子元件、生物医学等方面得到了应用，并取得了较好的成效。
随着世界各国对纳米电子技术的重视，增加对其研发和应用力度，纳米电子技术在未来几十年将进入高速发展期，随着纳米电子技术的广泛应用，将会为人类的生活带来更多的便利。
参考文献：
[1]刘长利，沈雪石，张学骜等.纳米电子技术的发展与展望[J].微纳电子技术，2011，48(10)：617-622.
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