欧姆定律在宽度相当于1个原子的导线中也成立

stupid · 发表于 2012-1-27 13:42

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澳大利亚新南维尔士大学（The University of New South Wales，UNSW）等组成的研究小组宣布，现已确认以前认为导线宽度在10nm以下也许不成立的欧姆定律在线宽相当于仅1个原子的导线中也可成立（英文发布资料）。相关论文已刊登在学术杂志《科学》（Science）上。目前半导体加工技术正逐步接近14nm工艺，今后还可能进一步微细化。

　　公布上述结果的是新南维尔士大学米歇尔·西蒙斯（Michelle Simmons）教授领导的研究小组。小组成员还包括澳大利亚墨尔本大学（Melbourne University）及美国普渡大学（Purdue University）的研究人员。

　　西蒙斯等人在硅结晶基板上线状注入磷化氢（PH3）分子，试制了长106nm、宽1.5nm、厚0.4nm的“导线”。1.5nm相当于4个磷原子的宽度，0.4nm相当于1个磷原子的宽度。检测电阻率后表明，该导线的电阻率仅为0.3mΩcm左右，与导线的直径为100nm以上时没有大的差距。另外，此时的电流密度高达5×105A/cm2，接近高纯度铜（Cu）导线的106A/cm2。

注：这里的nm检测还是非常人所能为的，因为普通的探针尺寸仍然在um级。

　　在以往的研究中，导线的直径减至100nm以下时电阻率会逐步上升，尤其是导线直径减至10nm以下时，电阻率甚至会增大至电流几乎无法流动的程度。

　　根据欧姆定律，电阻R与导线长度L成正比、与截面面积S成反比。以电阻率ρ为比例系数，可将电阻表示为R＝ρL/S。在导线材料相同的情况下，ρ的值无论线宽如何都始终是固定的。而如果是微细布线的话，ρ就会急剧增大，意味着欧姆定律无法成立。

　　此次西蒙斯等通过改进向硅结晶添加磷分子的注入方法等，发现即使导线最小宽度变得非常小、减至相当于1个原子，ρ的值也几乎是固定的，表明欧姆法仍可成立。论文指出，以往检测时电阻率增大是因为磷原子的添加方法等存在问题。

huadodo · 发表于 2012-1-28 22:12

牛逼的结论

ljdx · 发表于 2012-2-7 11:44

那么kcl，kvl也成立吧

skatecom · 发表于 2012-2-9 09:45

欧姆定律是电子的基础的基础啊

ymz000 · 发表于 2012-3-19 18:43

返璞归真

xiweiling · 发表于 2012-4-14 09:21

这些人真掉

xiweiling · 发表于 2012-4-14 09:22

怎么量1个原子上的电流呢,怎么控制原子呢.
世界的发展就是这些伟人推动的,但成果都被贪官享受了!

SCCKY · 发表于 2012-4-18 16:02

太高科技了哦！

dengxianch888 · 发表于 2012-4-22 01:01

真神

haoyan · 发表于 2012-5-17 17:34

到nm级别了隧道效应和其他的一些量子效应就起作用了吧，设计实验的时候要怎么排除这些影响呢，还有nm级别还能用宏观的电流，电阻率等概念么。这样的实验条件需要非常苛刻把，很微小的一点能量微扰，都有可能影响实验结果的啊，不知道他们的实验能不能复制，现在有一门新兴的学科叫纳电子学，就是研究电子学在微观尺度上的行为，对于欧姆定律的量子力学描述等等。

drjiachen · 发表于 2012-7-12 11:28

纳米尺度的互连线特征分析
这样的例子可以关注下碳纳米管互连线
工艺发展受到器件发展的限制
到了14nm以下新型半导体器件会出现
届时互连的设计难度更大

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[仿真讨论] 欧姆定律在宽度相当于1个原子的导线中也成立

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