關於奈米電子技術的發展與展望論文
摘要：
作為提高國家科技科學核心競爭力的戰略選擇，奈米電子技術的發展研究至關重要。其應用廣泛，涉及到各個領域，是人類生活中必不可少的部分。本文從奈米電子技術的現狀進行研究，展望其未來的發展，以期為奈米電子技術的研究提供新的理論點。
關鍵詞：
奈米電子技術；現狀研究；未來發展
奈米電子技術包括了納米電子元件、奈米電子材料等，這些奈米技術運用到了各行各業，向人們展示了其強大的功能。科技資訊時代的來臨，奈米電子技術的發展應用將會帶來革命性的突破，目前人類對奈米電子技術的研究還在不斷深入，未來奈米電子技術的運用將會更加廣泛。
1、奈米電子技術現狀研究
1.1奈米電子元件現狀研究電子元件從整合元件、超大規模整合元件最終發展成為奈米電子元件，奈米電子元件是其他兩個元件的深入研究發展。由於積體電路的規模越來越大，這就要求電子元件的規格越來越小，最終形成奈米電子元件，奈米電子元件的尺寸需要控制在0.1nm-100nm之間。比如已經問世的單電子電晶體，電晶體的一位資訊資料就是一個電子訊號，所以這個單電子電晶體的尺寸一定要夠小。
1.2奈米電子材料現狀研究目前，市面上常見的奈米材料有：奈米半導體、奈米矽薄膜等。最具優勢的是奈米矽電子材料，其電子技術對人類的發展具有跨時代意義，奈米矽電子材料的優勢主要體現在：
（1）不耗時、低能耗、可靠性強、外界環境很難影響到其運用。
（2）研發、利用成本低。
（3）奈米矽材料中分子間距較短，所以矽電子材料的執行速度極快，進而材料的消耗低、耗時短。奈米電子材料的問世是奈米電子技術的一個新突破，相信隨著奈米電子技術的不斷髮展，人類生活的各個方面都會涉及到奈米電子材料，奈米電子材料也會給人類帶來更便捷的生活方式。
2、奈米電子技術未來發展
2.1碳奈米管的研究發展碳奈米管作為奈米電子技術重要的一部分，未來的研究發展必不可少。1990年，碳奈米管在日本研發問世，其特殊的拓撲結構和極優的效能，具有很好的導電效果。碳奈米管能夠很好地將金屬效能與半導體效能結合，使金屬效能和半導體效能達到最佳狀態。其次，由於碳奈米管的質地較輕，可以在超大規模積體電路中實現奈米化效能，有效幫助計算機奈米電子技術化。芬蘭和日本的研究者在2010年研發了新型碳奈米管，該碳奈米管是介於半導體與金屬性兩者之間的材料，其平衡性良好，將這種新型的碳奈米管作為研究基礎，可以製作超大規模的積體電路，幫助積體電路排列邏輯順序，為奈米計算機的研發提供有效幫助。目前，許多研究機構已經對碳奈米管的形成過程進行研究分析，形狀小、質量輕的碳奈米管能夠很好地提高執行速度，相比其他電子材料能夠提速25%；在降低能耗的同時，可以實現電路的整合化。而且碳奈米管受到外界的干擾小，可以保證高速率的執行計算，儲存空間和容量大，在未來會有更多領域涉及到這種奈米電子材料。所以，我國應該根據自身的發展要求，加大對碳奈米管的研發，更好地將奈米電子技術應用於人們的生活中。
2.2奈米矽薄膜的研究發展作為目前世界上應用最廣泛、涉及領域最多的半導體材料，奈米矽薄膜的研究發展關係到奈米電子技術的全面發展，奈米矽的研究發展可以更好地發展高效能的半導體材料。奈米矽薄膜的整個製作工藝流程與積體電路、矽器件的製作流程相似，所以，奈米矽薄膜的研發可以幫助量子功能進一步發展研製，將會提升奈米電子技術的整體發展，在奈米電子技術中起著重要的作用。
2.3新型電子元件的研究發展隨著奈米電子技術的不斷髮展，許多新興的電子元件相繼出現，奈米技術的研究已經遍佈世界各地。例如，美國耶魯大學同英國等世界各高校聯合研究分子半導體電晶體、奈米電子技術處理系統，並在2010年研製出了計算機自動程式設計技術，這一壯舉預示著今後奈米電子技術會與計算機的發展相結合，廣泛應用於科學技術。2010年5月，美國同澳大利亞研究者透過隧穿顯微鏡研究單個原子的狀態，最終創造出目前世界上體積最小的原子電晶體，實現了人類對單個原子的操控。世界上第一個人工製造原子的電子裝置就此問世，標誌著人類向資訊處理的超強大和超高速效能有了新的突破。2012年，美國科學研究者勞倫斯透過不斷的`實驗研究，研製出了納米電子系統，勞倫斯將奈米電子系統與生物技術相結合，實現了對三磷酸腺的操控，同時還將生物技術與奈米電子電晶體相結合，有效連線人體的大腦神經系統，達到無縫的電子介面。在未來的幾十年裡，奈米電子元件的發展將會更加迅速，在此期間，研究者們會對新型電子元件進行更深入的研究，更多的奈米電子元件產品將會層出不窮，幫助人類探索更高領域的科學境界，提供更科學的研究方法。
2.4石墨烯的研究發展英國在2000年將石墨烯研製出來，其碳基功能良好，相對於矽來講更為優質。目前，對石墨烯的技術研究還是比較多的，碳原子是石墨烯的主要組成部分，單個的碳原子透過相互結合形成一種新型的碳化材料。石墨烯的問世，有效促進了其他碳製材料的發展，其硬度較大，並且只有一層碳基，相對於其他材料來說輕薄許多，可以實現高速率的載流，並能很好地控制寬頻執行的速度。石墨烯的運用，將半導體的電學特徵展現出來，並且與矽基相相容，在器械上實現了碳基與矽基的共同使用。
2.5奈米生物電子的研究發展近幾年來，對奈米生物電子技術的研究更為深入。研究者將奈米電子技術運用於生物晶片，從而製造出奈米機器人。不同於一般的機器人，奈米機器人能夠進入人類血管，幫助人們排除體內的有害物質，促進人體新陳代謝。奈米機器人作為一個清潔器，能夠保證人類的身體健康。
3、結束語
奈米電子技術的研究發展，推動著我國新興科學技術的快速發展。在未來對奈米電子技術的研究中需要緊跟奈米電子新興前沿技術，將奈米電子技術與物理、化學、計算機科學等學科領域相結合，促進科學等學科領域的全面發展。