Hoe nanotechnologie informatie- en communicatietechnologie revolutioneert

Vind je dit verhaal leuk?

Informatie- en communicatietechnologie is een belangrijke en snel groeiende industriële sector met een hoge innovatiesnelheid. Enorme vooruitgang is geboekt door de overgang van traditionele naar nanotechnologie-elektronica. Nanotechnologie heeft een enorme verandering teweeggebracht in informatie- en communicatietechnologie.

Doorbraakgebieden

Doorbraak in informatie- en communicatietechnologie door nanotechnologie kan in twee stappen gebeuren. De eerste stap is de top-down miniaturisatiebenadering die conventionele microstructuren over de grens naar nanotechnologie zal brengen. Ten tweede, op de langere termijn, zullen bottom-up nano-elektronica en nanosysteem-engineering ontstaan met behulp van technologieën zoals zelforganisatieprocessen om circuits en systemen te assembleren.

Ontwikkelingen

Ontwikkelingen vinden plaats op ultra-geïntegreerde (opto)elektronica gecombineerd met krachtige draadloze technologie als laagprijs massaproducten, ultra-miniaturisatie, het ontwerp van innovatieve sensoren, productie van goedkope en krachtige polytronische circuits, nieuwe systeemarchitecturen die nanotechnologie gebruiken voor toekomstige DNA-computing wat een interface is tot biochemische processen en kwantumcomputing die problemen kan oplossen waarvoor er geen efficiënte klassieke algoritmen zijn. Door de ontwikkeling van nano-elektronische componenten ontstaat kwantumcryptografie voor militaire en inlichtingentoepassingen.

Geheugenopslag

Geheugenopslag voor het avontuur van nanotechnologie steunde op transistors, maar nu worden herconfigureerbare arrays gevormd voor het opslaan van grote hoeveelheden data in kleine ruimte. Bijvoorbeeld, we kunnen verwachten de introductie van magnetische RAMs en resonante tunnel elementen in logische circuits in de nabije toekomst. Elk enkele nanobit van een geheugenopslagapparaat wordt gebruikt voor het opslaan van informatie. Moleculaire elektronica gebaseerd op koolstofnanobuizen of organische macromoleculen zal worden gebruikt.

Halfgeleiders

Nano-versterking en chip-embedding wordt gebruikt voor het bouwen van halfgeleiderapparaten die zelfs de elektrische stroom kunnen handhaven en neutraliseren. Geïntegreerde nanocircuits worden gebruikt in siliciumchips om de grootte van processoren te verkleinen. Benaderingen die succes beloven op de middellange termijn zijn onder andere rapid single-flux quantum (RSFQ) logica of single electron transistors.

Display- en audiotoestellen

Beeldkwaliteit en resolutie van displayapparaten zijn verbeterd met de hulp van nanotechnologie. Nanopixelatie van deze apparaten maakt het beeld echt aanvoelen. Op dezelfde manier is frequentiemodulatie in audiotoestellen gedigitaliseerd tot de miljardste bit van signalen.

Dataverwerking en -transmissie

Op het gebied van dataverwerking en -transmissie wordt verwacht dat de ontwikkeling van elektronische, optische en optoelektronische componenten zal leiden tot lagere kosten of nauwkeurigere processen op het gebied van productietechnologie. Ontwikkeling van nanoschaal logische en opslagcomponenten worden gemaakt voor de momenteel dominante CMOS-technologie met behulp van kwantumdots en koolstofnanobuizen. Fotonicakristallen hebben potentieel voor gebruik in zuiver optische circuits als basis voor toekomstige informatieverwerking uitsluitend gebaseerd op licht (fotonica). In moleculaire elektronica kan nanotechnologie gebruikt worden om elektronische componenten met nieuwe kenmerken op atomair niveau te assembleren, met voordelen waaronder potentiëll hoge pakkingsdichtheid. Kleinere, snellere en betere componenten gebaseerd op kwantummechanische effecten, nieuwe architecturen en nieuw biochemisch computatieconcept genaamd DNA-computing zijn mogelijk met nanotechnologie. Het nieuwe fenomeen, de "kwantum-mirage" effect, kan datatransfer binnen toekomstige nanoschaal elektronische circuits mogelijk maken die te klein zijn om draden te gebruiken.

Toekomstige nanotechnologiegebieden

Nanotechnologie is de volgende industriële revolutie en de telecommunicatie-industrie zal er in de toekomst radicaal door getransformeerd worden. Nanotechnologie heeft de telecommunicatie-, computer- en netwerkindustriën gerevolutioneerd. De opkomende innovatietechnologieën zijn:

• Nanomaterialen met nieuwe optische, elektrische en magnetische eigenschappen
• Snellere en kleinere niet-silicium-gebaseerde chipsets, geheugen en processoren
• Nieuwe-wetenschap computers gebaseerd op Kwantum Computing
• Geavanceerde microscopie- en productiesystemen
• Snellere en kleinere telecomschakelaars, inclusief optische schakelaars
• Hogere-snelheids transmissiefenomenen gebaseerd op plasmonica en andere kwantum-niveau fenomena
• Nanoschaal MEMS: micro-electro-mechanische systemen