電子自轉原理

電子自轉方向與電流方向實際上有一定規律。這樣的話,相當於運動時大家有一定默契,電子在運動中就不會互相亂碰撞。這是一個全球重新洗牌機會,或者說是在白紙上面畫最新的圖案。這一機遇的重要性可能相當於當年積體電路的發明。人類晶片史上有以下幾個革命:真空管電晶體和積體電路,但其實從積體電路到現在,一直都沒有一個大的變化。

基本介紹

  • 中文名:電子自轉原理
  • 外文名:Principle of electron rotation
背景介紹,原理,運作方式,機遇,

背景介紹

2003年,為應對摩爾定律即將失效的問題,張首晟等在2003年組建了“IBM-斯坦福自旋電子研究中心”,並於2006年將其基於晶片業未來提出的新構想——通過電子的自轉來降低其能耗——在理論上完成了預演。2007年,這一新構想被德國的一個實驗小組通過實驗證明。同年,張首晟的這一發現被評為“全球十大重要科學突破”之一。
作為斯坦福最年輕的正教授,張首晟以其在半導體和超導方面的研究獲得國際公認,並在《科學》、《自然》等期刊上發表論文100多篇。張同時還擔任“IBM-斯坦福自旋電子研究中心”聯席主席,致力於研究下一代先進半導體設備。
“這同時也是中國晶片業唯一一個可超前的機會,政府、科研機構和產業界應積極行動起來。”張首晟說,如果到時還是跟在別人後面、被動購買專利,那么中國在晶片業將幾乎沒有翻身機會。

原理

電子自轉方向與電流方向實際上有一定規律。這樣的話,相當於運動時大家有一定默契,電子在運動中就不會互相亂碰撞。
如果我們仍按原來的原理工作,電腦每做一次運算,晶片每個三極體都要發出一定熱量,而每過18個月三極體上面就要Double一次,這是一個指數增長的概念。指數增長很可怕,雖然一個三極體本身散發熱量不多,但上面放那么多三極體,而晶片大小始終沒有太多改變。
事實上,有關如何降低功耗的問題現在已迫在眉睫,再發展下去,晶片將無法正常工作。為此,工程師已想盡幾乎一切解決辦法,但這是一個根本性的問題,每做一次運算,必然就會出現這樣的結果。
所以現在工業界的挑戰或者說科研界的機會就在於,是否能找到一個比較有革新性的構想,使工業界用一個全新原理工作,讓三極體根本不會散出那么多熱量。

運作方式

在運動過程中,電流本身是比較有規律的,即從左邊到右邊,但在半導體中,電子的運動基本為無序。比如說,假設我們面前的這個桌子是一個晶片,那么當電流要從桌子這一頭傳到另一頭時,就如同我們要走過一個非常雜亂無章的迪斯科舞廳──你(電子)總是會不斷碰撞到別人,由此,你(電子)本身具備的能量也在這一過程中被消耗。
大自然是否可能存在一種比較漂亮的跳舞方式讓電子在裡面運動,即電子是否能有一種更有序的運動形式。如果能找到,就意味我們能更好地控制熱量或根本不會有熱量散出來,因為電子不需經常碰來碰去就不會有很多熱量消耗。

機遇

這是一個全球重新洗牌機會,或者說是在白紙上面畫最新的圖案。這一機遇的重要性可能相當於當年積體電路的發明。人類晶片史上有以下幾個革命:真空管、電晶體和積體電路,但其實從積體電路到現在,一直都沒有一個大的變化。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們