ما زالت تقانة صناعة الشرائح السليكونية القائمة على نصف ناقل متمم أكسيد المعدن (سيموس) (complemetary metal oxide semiconductor (CMOS واحدة من الطرائق المفتاحية لصنع الشرائح الميكروية التي من قبيل معالجات الحاسوب الصغرية. إن المتطلب العلمي الجوهري الوحيد في تصميم السيموس هو توصيف سلوك التيارات التي تتحدَّد بقانون أوم. ومع ذلك ما زال تجميع بنية سيموس شديدة التعقيد كتلك المبينة في الشكل 4 - 10 شديد الصعوبة من الناحيتين المادية والمالية (إنه لمن الصعب صنع الأدوات والأقنعة، وإجراء الطباعة الضوئية، وتجميع ملايين الشرائح ضمن حيّز ضئيل بتكلفة منخفضة). لصنع شرائح حديثة من قبيل تلك المستعملة في الإلكترونيات الاستهلاكية من الضروري تجميع ملايين الترانزستورات على شرائح سليكونية وتسيير الشحنة عبرها على نحو يمكن من تنفيذ الخوارزمية والحسابات التي صُممت الشريحة لإجرائها. في الأيام الأولى من تصميم الشرائح كان المهندسون يرسمون الدارات التي يريدونها يدوياً على لوحات، وأقامت الشركات أقساماً فنية تضمّ أفراداً متخصصين لرسم تلك الأشكال بدقة (يدوياً بواسطة قلم تحت عدسة مكبرة) لتكون قوالب لصنع الأقنعة. لكن الشرائح في تلك الأيام احتوت على بضع عشرات من المكونات فقط. أما تصميم شرائح تحتوي على ملايين المكونات فهو أعقد كثيراً من أن يقوم به أفراد يدوياً.

لهذه الأسباب، تصمِّم الحواسيب معظم الشرائح الإلكترونية. وثمة برامج تُسمّى برامج التصميم بمساعدة الحاسوب مكتوبة خاصة لتصميم الشرائح التي تقوم بوظائف معينة. ويصمّم المهندسون الشرائح في مستوى البرمجة العالي مستعملين لغات حاسوبية، أو بيئة رسم بيانية تحتوي على مكونات مصممة سلفاً.

الشكل 4 - 10: سطح شريحة سيموس

اقتبست بعد موافقة Tom Way من IBM.

تُستعمل برامج التصميم بمساعدة الحاسوب لتصميم بنى ذات مقاسات أكبر كثيراً من سُلَّم النانومتر. وبنى السيموس الشائعة ما زالت ذات مقاسات من رتبة مئات أو آلاف النانومترات، وهي مقاسات الطبيعية. أما عندما تكون البنى في حيز السلم النانوي فإن قانون أوم لا يكون صالحاً دائماً، بل توصف حينئذ حركة الشحنة بالميكانيك الكمي، ويصبح فهم كيفية تدفق التيار اشد تعقيدا. وتتصرف الترانزستورات المعتادة في السلم النانوي بطريقة مختلفة تماما عن المتوقع. لذا لا يوجد حتى الان أي برنامج للتصميم بمساعدة الحاسوب في السلم النانوي. وتقوم بعض المختبرات بدراسة هذه المسالة، لكن الى ان نفهم سلوك البنى النانوية الافرادية فهما جيدا فان برنامجا للتصنيع بمسعدة الحاسوب وتجميع تجهيزات نانوية في بنى منطقية سوف يبقى تحديا استفزازيا.

مواضيع ذات صلة

The mean free path

Collisions between molecules

The specific heats of gases

Atomic processes

حساسات أنابيب الكربون النانوية

المحفزات النانوية

الطرق المستخدمة في الطلاء النانوي

مواد الطلاء النانوية واستخداماتها

تطبيقات الاسلاك النانوية

ماهي الاسلاك النانوية

الأسلاك النانوية

تصنيف المتراكبات النانوية وتطبيقاتها