ナノプロセッサ用のプログラム可能なナノワイヤ回路

科学分野:

• ナノエレクトロニクスとナノテクノロジー
• 材料科学 材料科学とは
• コンピュータ工学 コンピュータ工学

背景:

• 既存のナノ電子回路は,複雑なナノプロセッサのスケーラビリティと機能の制限に直面しています.
• ナノワイヤとカーボンナノチューブの以前の試みは,単純な論理ゲートを達成したが,複雑性と統合は欠けていた.
• メムリストル配列は,受動的な性質のため,限られたカスケード機能を提供します.

研究 の 目的:

• 先進的なナノプロセッサのためのプログラム可能でスケーラブルな論理タイルを設計,製造,実証する.
• ナノスケール回路開発における材料,組み立て,建築上の課題を克服するために.
• コンピューティングとメモリを統合した多機能ナノ電子システムの構築を可能にする.

主な方法:

• プログラム可能な値電圧を持つGe/Siコア/シェルナノワイヤを使用して,非揮発性フィールド効果トランジスタ (FET) の製造.
• コンパクトな領域 (∼960 μm2) の内にある496個の機能的に構成可能なFETノードを統合したタイルアーキテクチャの開発.
• 論理タイルのプログラミングと操作は,フルアドダー,フルサブトラクター,マルチプレクサー,デマルチプレクサー,D-ラッチを含む様々な論理関数として実行されます.

主要な成果:

• シングルナノワイヤのFETは,カスケードエレメントを駆動できる均一でプログラム可能な値電圧で実証されています.
• 単一の論理タイルをプログラムし,複数の複雑な論理関数 (フルアドダー,サブトラクター,マルチプレキサーなど) を実行しました. ) を実施する.
• 10の最大電圧増加と,完全なアドダー構成で入力-出力電圧のマッチングを達成しました.

結論:

• 開発されたプログラム可能な論理タイルは,ボトムアップナノ電子回路の複雑性と機能性の重要な進歩を表しています.
• タイルのアーキテクチャは,スケーラビリティとカスケーディングを容易にし,完全に統合されたナノプロセッサへの道を開く.
• この作業により,将来のナノシステムの組み合わせたコンピューティング,メモリ,アドレッシング機能を備えたナノプロセッサが可能になる.