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danyanpimmwo

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随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求,纳米加工方法越来越多地引起人们的关注,下面我给大家分享一些纳米级加工技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

新型纳米加工技术的研究进展

摘 要:随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求,纳米加工方法越来越多地引起人们的关注,纳米技术的核心是纳米加工技术。新型纳米加工技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制,属于多项纳米操纵加工技术的系统工程研究,主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究,具有较强的创新性、前瞻性和原创性,具有广泛的应用前景。

关键词:无机纳米材料;纳米加工技术;研究

随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求,纳米加工方法越来越多地引起人们的关注,纳米技术的核心是纳米加工技术。纳米加工技术作为引起一场新的产业革命的科学技术,备受世人瞩目。随着科技的发展,对电子器件小型化的要求越来越强烈,各种器件逐渐由微米向纳米尺度发展。特别是对纳米器件、光学器件、高灵敏度传感器、高密度存储器件以及生物芯片制造等方面的纳米化要求越来越强烈,如何缩小图形尺寸、提高器件的纳米化程度已经成为各国科学家们越来越关心的问题。然而由于传统刻蚀技术的限制使得器件纳米化的发展成为当今电子器件小型化发展的重要制约因素之一。因此,新型纳米加工技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制,属于多项纳米操纵加工技术的系统工程研究,主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究,具有较强的创新性、前瞻性和原创性,具有广泛的应用前景。

1 国内外研究现状

近年来,为了克服原有光刻技术对图形线宽的限制,人们已探索了许多先进的纳米刻蚀加工方法。AT&T BeII实验室的R・S・Becker等人利用扫描探针显微技术实现了在Ge表面原子级的加工。H・D・Day和D・R・Allee成功地实现了硅表面的纳米结构制备,从而在纳米加工领域开辟了新的天地。近年来,Mirkin研究组和其它几个研究集体利用扫描探针技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列、无机氧化物、金属纳米粒子、高分子溶胶等纳米图形和阵列以及蛋白质阵列。此外,离子束、电子束、极紫外、X射线、深紫外加波前工程、干涉光刻以及原子光刻等技术的出现进一步发展了纳米刻蚀加工技术,为克服光刻的限制,提高图形密度提供了可能。然而这些方法虽然可以实现相对复杂的纳米图形化,但其设备昂贵, 投资成本较大、应用步骤复杂,更主要的在于生产效率低,产品价格高昂,因而难以在要求低成本、高产出的商业中得到广泛的应用,特别是在图形要求相对简单、有序,而密度和灵敏度要求较高的纳米器件中(如:传感器、激光器、平板显示器、高密度存储器件、生物芯片、量子器件等方面)的应用受到了很大的制约。因此,如何发展简单、便宜、适用于大规模生产的表面图案化技术已成为一个涉及众多学科领域的新课题。

当前,美、日两国在纳米光刻领域的研究处于世界领先地位。为了应对纳米技术的挑战,欧洲最近几年开展国家间的大型合作项目技术,纳米光刻技术得到了深入研究和广泛发展。近年来我国对纳米加工方面的研究也进行了大力的扶持,很多科研单位将纳米加工技术列为重点研究项目,并引进了具有和微米生产技术能力的大型芯片企业,为提高我国的纳米加工技术和芯片制造水平,发展信息产业技术,抢占21世纪纳米科学技术的制高点具有不可低估的作用。

2 新型纳米加工技术

纳米加工技术是为了适应微电子及纳米电子技术、微机械电子系统的发展而迅速发展起来的一门加工技术。目前,探索新的纳米加工方法和手段已成为纳米技术领域中的热点。随着纳米加工技术的发展,现已出现了多种纳米加工技术,新型纳米加工技术利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料制备纳米图形化掩模,结合纳米刻蚀技术实现小于30纳米的图形结构制备。随着纳米结构图形尺寸小于100纳米后,不仅缩小了器件的尺寸,而且由于纳米尺寸效应的影响,纳米器件被赋予了许多新的特性:计算速度更快、存储密度更高、能耗大大减少等。纳米技术的发展也会对生命技术发展产生重大的影响,对环境、能源等很多方面都会产生重大影响,具有重大而深远的意义。

3 新型纳米加工技术的应用

和有机材料相比,无机纳米材料具有尺寸均匀可控,性质稳定、种类多样、易于制备等特点,其粒度尺寸可小于10纳米,甚至可以达到1纳米。同时,利用自组装排布技术也可以获得无机纳米材料的多种纳米图形结构。显然,利用无机纳米材料做掩模有望进一步克服有机高分子结构和尺寸方面的限制,获得尺寸更小,密度更高的纳米图形。同时,利用有机分子的多样性通过功能基团与无机纳米材料结合起来,这样既保留了原来有机分子及无机分子的本质特征,又可能通过这些结合所带来的变化导致新的纳米图形产生,使纳米刻蚀技术向更小的粒度和线宽发展,为提高纳米传感器灵敏度,提高高密度存储器件的记录密度等纳米器件的性能提供新的契机。但从目前来看,大部分研究主要集中在有机图形材料的研究方面,对无机材料,特别是无机-有机复合图形材料的研究还鲜有报导。采用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料结合自组装排布技术以及纳米刻蚀加工技术,有望打破有机图形化材料的限制,获得更为丰富的图形结构。因此,利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料在基底表面实现纳米图形化模板的制备,并结合纳米刻蚀技术对图形进行转移,不仅可用于纳米材料制作、纳米器件加工、纳米长度测量、纳米物质的物理特性研究等方面,还可用于对DNA链和病毒进行处理等,具有重要的应用前景。

4 新型纳米加工技术前景展望

新型纳米加工技术在多个领域具有广泛的应用,如生物、医药、机械、电子等领域,其中包括纳米器件(微电子器件、量子器件),纳米材料(低维量子点、量子线材料、光子带宽材料),纳米长度测量标准(可置于显微镜中),光学光栅制作,新型传感器,纳米电子技术,能源领域以及纳米机器人等方面。在纳米刻蚀技术完善后,可以制作纳米级硬件,今后可广泛应用于信息科学和生命科学中。与传统的刻蚀技术相比,以纳米材料为基础的纳米刻蚀加工技术由于利用纳米材料的图形化特性并结合反应离子刻蚀技术,实现纳米图形的刻蚀,因此所需设备简单,操作方便,克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生产速度上的限制,因而成为人们近来广泛关注的热点,为从宏观到微观纳米图形制作开辟了新途径。对改善太阳能电池表面陷光特性,提高光电转换效率,以及对微芯片、纳米传感器、量子器件、高密度存储等高新技术产品向更高密度、更高速度、更高分辨率和超微细化发展,促进国防科技水平和信息科学的进步,以及医学和生命科学的进步,都具有重大而深远的意义。目前,随着纳米加工技术逐渐产业化和日趋成熟,已经得到市场广泛认可和接受,其产业化和市场化的前景是十分可观的。

5 结束语

纳米器件的设计与制造已成为世界上人们关注的热点,成为二十一世纪科学技术进步的发展动机。新型纳米加工技术的发展方向是多种技术的综合应用,以实现各种技术的优势互补。因此开展纳米加工技术和方法的研究,不仅可以获得自主知识产权,而且在未来的科技竞争中占据主动。

参考文献

[1]顾宁,黄岚,张宁,等.制造纳米电子器件的技术途径[J].华北工学院测试技术学报,2000,14(4):241

[2]付宏刚,刘克松,王江,等.功能纳米结构的组装[J].哈尔滨工业大学学报,2005,37(5):978

[3]崔铮,陶佳瑞.纳米压印加工技术发展综述[J].世界科技研究与发展,2004,26(1):7

[4]王素娜,江国庆,游效曾,等.无机分子纳米材料的研究进展[J].无机化学学报,2005,21(1):1.

基金项目:黑河学院科学技术研究项目“新型纳米加工技术的研究”(项目编号:KJY201208)

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201 评论

陈英杰哥哥

信息化时代的到来,使得计算机科学在人们的生活和工作中起着越来越重要的作用,并扮演者不可或缺的角色。下面是我为大家整理的计算机科学与技术专业毕业论文,供大家参考。

1计算机科学技术在教学中的应用

计算机网络教学与课堂授课有非常大的不同,在进行课堂授课时要受到很多因素的影响,比如说,教师的上课状态、学生的上课状态、书本知识的局限以及周围环境的影响等都会成为影响授课质量的原因。但计算机网络教学却是大大的不同,计算机网路教学中学生处于主动的一方,教师主要是处于引导的状态,让学生自发的去学习,建立学生自主学习的机制,在这样的情况下,不仅可以提高学生学习的积极性也可以提高教师的教学质量。而虚拟教学和远程教学是属于相互补充的两种教学形式,虚拟教学更是弥补了远程教育的不足,学生足不出户就可以进行各种各样的教学实验,从而获得和课堂学习不一样的学习体验,能够加深对学习内容的理解,从而获得更高的提升。此种教学方法,可以使学生的知识学习更加的形象化和具体化,使学生学习起来更加的直观和容易理解,另外,在进行有趣学习的同时也可以培养学生的创新能力和探索的欲望。

2计算机科学技术在教学中应用的影响

计算机科学技术在现代教学中的作用及影响无疑是非常巨大的,计算机技术的应用使得学生的学习不再局限于那小小书本之内,通过多媒体课件以及种种辅助教学,增加了非常多的课堂知识量。在增加学习知识量的同时并没有消耗更多的时间,恰恰相反,通过计算机的有效运用大大减少了教学时间,让学生在同样的时间内了解了更多的知识。现代的教学手段改变了以往沉闷乏味的教学形式,计算机的合理使用能够有效的吸引学生们的注意力,激发了学生学习的兴趣和积极性,让学生们主动去学习,去了解知识,从而让学习变成了一件非常有趣的事情,改变了以往的学习状态,形成了积极向上的学习风气。从大的方面来说,现在的世界俨然是一个信息化、数字化、网络化的新时代,在这样的时代背景下,计算机电子信息技术得到了广泛的发展,计算机已经进入到了家家户户,成为人们生活和工作的必需品,计算机为人们生活学习等诸多方面带来了很大的便利,打破了传统的区域界限的新知识,带人们走进了一个知识经济的新世界。而且,计算机还扮演着非常多的角色,除了教师、学生以外也可以是朋友、玩伴、工具等。人们可以在计算机当中获取非常多有用的东西,计算机在作为辅助工具时可以进行管理工作,学生可以在计算机上完成自己的作业,它也可以是老师,在自己有不明白的地方时为自己授业解惑。

3结语

计算机科学技术的广泛适用,改变了人们传统的教学方式以及学习形式。通过多种多样的应用形式,使得学生们的学习变得丰富多彩,上班族的工作变得轻松便捷。计算机科学技术将不同的教学呈现给大家,提高了学生的学习效率和学习积极性,提高了教师的教学水平和教学质量,让教学走到了时代的前端来适应现代教育的需求。而未来的教学仍然是个未知数,如何更好地发挥计算机技术在教学中的作用需要更多的有志之士去探索、去实践,也可以说这是现代教育专家和工作者们的主要任务。如何将计算机更好地融入到教学当中以及如何让计算机技术继续的发扬光大将不断激励着大家勇敢前进。

1计算机科学技术现状

计算机科学技术在生活中应用广泛

在这个信息化时代,计算机网络作为人们社会生活的重要部分,已经进入千家万户。人们不用出门就可以通过计算机了解国内外新闻、天气预报资讯、股市行情、世界地图、收发电子邮件、检索信息等;不用逛街就可以通过互联网中的购物网站买到喜欢的东西;通过计算机可以与相隔较远的朋友在线聊天、视频聊天等,加强人们之间的交流和沟通,促进友谊;人们可以通过计算机网络订购飞机票、火车票等,节省排队时间;教师可以通过计算机科学技术实现对学生的在线授课,更及时、更方便;动漫工作者可以使用计算机科学技术制作动漫;政府机关也可以通过计算机科学技术建立城市网站,及时了解市民反映的问题,通过计算机与各个行业的工作人员在线交流;很多企业使用计算机来处理大量数据和信息,代替传统的人工处理,提高工作效率。计算机科学技术潜移默化的影响着人们的生产、工作和学习。

计算机科学技术更加智能化和专业化

计算机科学技术的快速发展和广泛应用,推动了集成电路、微电子和半导体晶体管的发展,计算机科学技术更加智能化和专业化。计算机能根据使用对象的不同个体需要进行改装、更新,对于有更高需求的用户可以专门定做计算机,用户可以根据使用环境的不同选择台式计算机、笔记本计算机、掌上电脑和平板电脑等。计算机科学技术在其他特殊领域也能发挥自己的优势,如智能化家用电器和智能手机,家庭式网络分布系统代替了传统的单机操作系统,满足人们的生活需求。

计算机的微处理器和纳米技术

微处理器能提高计算机的使用性能,缩小传统处理器芯片中的晶体管线宽和尺寸。利用光刻技术,波长更短的曝光光源经过掩膜的曝光,将晶体管在硅片上制作的更精巧,将晶体管导线制作的更细小。计算机科学技术的快速发展使计算机运算速度更快,体积更微型,操作更智能,传统的电子元件不能适应计算机的发展。纳米技术是一种用分子射程物质和单个原子的毫微技术,可以研究~100纳米范围内的材料应用和性质。计算机科学技术中利用纳米技术,可以使计算机尺寸变小,解决运算速度和集成度的问题。

2计算机科学技术的未来发展

现如今,计算机科学技术的应用越来越广,人们对计算机科学技术的要求越来越高,促使数学家和计算机学家们不断研究计算机科学技术,使计算机科学技术在各个领域、各个行业发挥更大的作用,满足人们的不同需求。下面从DNA生物计算机、光计算机和量子计算机三方面来探究计算机科学技术的发展前景。

生物计算机DNA生物计算机用生物蛋白质芯片代替传统的半导体硅芯片。1994年,美国科学家阿德勒曼率先提出关于生物计算机的设想。在计算机运算数据时,将生物DNA碱基序列作为信息编码载体,运用分子生物学技术和控制酶,改变DNA碱基序列,从而反映信息,处理数据。这一设想增加了计算机操作方式,改变了传统的、单一的物理操作性质,拓宽了人们对计算机的了解视野。DNA生物计算机元件密度比大脑神经元的密度高100万倍,信息数据的传递速度也比人脑思维快100万倍,生物计算机的蛋白质芯片存储量是传统计算机的10亿倍。2001年,以色列科学家研制出世界上第一台DNA生物计算机,体积较小,仅有一滴水的体积。2013年,英国生物信息研究院的科学家们使用DNA碱基序列对文学家莎士比亚154首作品的音乐文件格式和相关照片进行编制,增加了储存密度,使储存密度达到克(1024TB=1PB),提高了人们对信息储存的认识,这一重大突破使生物计算机的设想有望成为现实。

光信号和光子计算机

光子计算机是一种由光子信号进行信息处理、信息存储、逻辑操作和数字运算的新型计算机。集成光路是光子计算机的基本构成部件,包括核镜、透镜和激光器。光子计算机和传统计算机相比较,有以下几点好处:

(1)光计算机的光子互联芯片集成密度更高。在高密度下,光子可以不受量子效应的影响,在自由空间将光子互联,就能提高芯片的集成密度。

(2)光子没有质量,不受介质干扰,可以在各种介质和真空中传播。

(3)光自身不带电荷,是一种电磁波,可以在自由空间中相互交叉传播,传播时各自不发生干扰。

(4)光子在导线中的传播速度更快,是电子传播速度的1000倍,光计算机的运算速度比传统计算机更快。20世纪50年代末,科学家提出光计算机的设想,即利用光速完成计算机运算和储存等工作。与芯片计算机相比较,光子计算机可以提高计算机运行速度。1896年,戴维•米勒首先研制出光开关,体型较小。1990年,贝尔实验室的光计算机工作计划正式开启。根据元器件的不同,光子计算机可以分为全光学型计算机和光电混合型计算机。全光学型计算机比光电混合型计算机运算速度快,还可以对手势、图形、语言等进行合成和识别。贝尔实验室已经成功研制出光电混合型计算机,采用的是混合型元器件。研发制作全光学型计算机的重要工作就是研制晶体管,这种晶体管与现存的光学“晶体管”不同,它能用一条光线控制另一条光线。现存的光学“晶体管”体积较大较笨拙,满足不了全光学型计算机的研发要求。

量子理论计算机

量子计算机将处于量子状态的原子作为计算机CPU和内存,处于量子状态的原子在同一时间内能处于不同位置,根据这一特性可以提高计算机处理信息的精确度,提高处理数据的运算速度,有利于数据储存。量子计算机处理信息时的基本数据单元是量子比特,取代了传统的“1”和“0”,具有极强的运算能力,运算速度比传统计算机快10亿倍。中国和美国的科学家们在实验室里成功实现了同时对多个量子比特进行操作,为制造量子计算机提供了可能。相信在科学技术的不断发展和世界各国的科学家们共同努力下,量子计算机会成为现实。

3结束语

293 评论

yeting1976

如果不需要查重的话,我这有你需要的。如果查重的话还得经过一道工序。

106 评论

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