Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 4 от 30 января 2007 года
Техногуру Брюс Стерлинг признал свою неправоту. Как-то он заявил, что женщине в горной курдской деревне, изготавливающей ковры на продажу, не нужен широкополосный Интернет. Писателю-фантасту в очередной раз не хватило воображения. Широкополосный Интернет в курдской деревне нужен. Хотя бы для того, чтобы обмениваться со всем миром своими узорами и поражать деревенский рынок дизайном, на досуге кропотливо разработанным полярником где-нибудь в Антарктиде.
Все это тем легче сделать, что в Сети появилось немало тематических сайтов, накапливающих «рукодельный контент» по схеме «веб-два-ноль» силами посетителей. Один из самых заметных новичков — ресурс BurdaStyle.com, бета-версия которого запущена 21 января. Его члены могут давать свои определения швейно-вышивальным терминам (Sewpedia), выкладывать фото— и видеообучалки, обмениваться узорами и приемами работы. Можно даже продавать через сайт собственные изделия.
В компании надеются, что солидная часть сообщества, сложившегося в реальном мире вокруг журнала Burda, безболезненно перекочует в Интернет. Тем более что весь материал предоставляется по принципу открытого кода — по лицензии Creative Commons. Как подчеркивают сотрудники журнала, Burda на этом поприще — первая из модных компаний с устоявшейся репутацией, что, конечно, не только характеризует конгломерат Burda Medien с хорошей стороны, но и свидетельствует о принятии обществом идей open source и «правильного» подхода к вопросам копирайта. ИП
Чипы ручной сборкиЛюбопытную технологию точной сборки кремниевых пластин предложили исследователи из Саутгемптонского университета в Великобритании. Заимствовав идею у детских конструкторов вроде Lego, ученые обещают скорое появление 3D-электроники.
Сегодня практически все электронные чипы изготавливаются на единственной кремниевой пластине. Ее травят кислотой, покрывают слоями проводников, диэлектриков или вспомогательных материалов и снова травят, получая в конце концов несколько рабочих слоев чипа. Но этот процесс не безграничен. Весьма заманчиво сделать несколько пластин с различными электронными компонентами, быть может, изготовленными по разной технологии, а затем соединить их вместе бутербродом. А иногда без трехмерной конструкции и вовсе не обойтись — например, если нужно разместить в чипе миниатюрную турбину. Прототип такой семислойной турбины недавно был разработан в Массачусетском технологическом институте. Беда в том, что сегодня несколько кремниевых пластин вынуждены соединять чуть ли не вручную под микроскопом, совмещая специальные метки на разных пластинах. И точность этой операции — порядка одного микрона — не годится для современных чипов.
Чтобы обойти эту трудность, ученые с помощью обычной технологии вытравили по краям одной из пластин ряд углублений, а на другой пластине — соответствующий ряд расположенных на концах гибких кронштейнов пирамид шириной 500 мкм у основания и 100 мкм на вершине. Кронштейны прогибаются, если пирамиды сразу не попали в дырки, и не дают им сломаться или оцарапать другую пластину. Теперь пластины можно соединять чуть ли не голыми руками. Пирамиды попадают в углубления и позиционируют кремниевые пластины с точностью 200 нм, что в пять раз лучше, чем у всех до сих пор известных технологий. После этого пластины можно соединить уже намертво, нагрев до 400 градусов в атмосфере азота.
Первые опыты проводились с пластинами размером 2х2 см. И если новые эксперименты с пластинами стандартных размеров пройдут успешно, можно будет приступать к разработке трехмерных чипов. ГА
Цукубский дыркоуловительЯпонским ученым из Университета Цукубы впервые удалось проследить за протеканием тока через p-n-переход в полупроводнике. Новая техника «токовой» микроскопии с разрешением меньше 10 нм станет незаменимым инструментом при создании чипов следующих поколений.
Казалось бы, про полупроводниковые устройства все уже давно известно. В кристалл полупроводника хаотически внедряют атомы примесей, у которых во внешней оболочке либо на один электрон больше, либо, наоборот, одного не хватает. В результате в кристалле возникают переносчики заряда — электроны и дырки. Они дрейфуют под действием поля, порождая электрический ток, «аннигилируют», если встречаются друг с другом, или рождаются парами, если в полупроводник попадает подходящий фотон. Эти процессы прекрасно описываются макротеорией, которая устанавливает связь между током и напряжением.
Однако по мере дальнейшей миниатюризации ситуация становится все менее предсказуемой. Дело в том, что новые транзисторы так малы, что в их канале помещается лишь несколько десятков атомов примесей. Когда их мало, каждый примесный атом, электрон или дырка уже не теряют свою «индивидуальность» и их случайное местоположение начинает заметно влиять на работу прибора. Поэтому, чтобы описать работу наноустройств, приходится следить чуть ли не за каждым носителем заряда.
Казалось бы, и тут все схвачено. Сканирующие туннельные микроскопы уже давно умеют «прощупывать» своей иголкой каждый отдельный атом. Однако с носителями заряда возникают большие проблемы. По игле течет слабый ток, так что электроны и дырки полупроводника изменяют свое естественное положение и характер движения, стремясь собраться вокруг близко расположенного острия иглы микроскопа. Чтобы обойти эту трудность, ученые применили лазер, импульсы которого порождают дополнительные пары электронов и дырок в полупроводнике и позволяют судить о том, как движутся заряды при отсутствии возмущений от иголки. Например, если после импульса лазера ток, текущий по игле, сильно изменяется, то ясно, что электронов и дырок до этого рядом не было. В экспериментах удалось детально проследить за распределением носителей заряда в p-n-переходе арсенида галлия. По мере увеличения напряжения на переходе с 0,5 до 0,9 вольт дырки все глубже проникали в n-область, как и предсказывает теория.
Коллеги японцев из Альмаденского исследовательского центра корпорации IBM в Калифорнии высоко оценили работу своих конкурентов. Хотя сканирующие микроскопы с лазерной подсветкой применяли и раньше, еще никому не удавалось в деталях проследить за течением тока по полупроводнику. Теперь инженеры смогут увидеть все сюрпризы, которые им готовят новые полупроводниковые приборы с размерами менее 50 нм. ГА
Особенности американской наукиКартинка с парой расплывчатых букв UR — Университет Рочестера, штат Нью-Йорк, и броским названием заметки «Ультраплотная оптическая память на одном фотоне» появилась в середине января в большинстве онлайновых изданий и даже оставила след в «большой» прессе. В заметках, в основном списанных с пресс-релиза университета, говорится об очередной революции в оптике, что позволяет «закодировать картинку в одном фотоне, замедлить его для хранения, а затем восстановить изображение». Звучит очень заманчиво и удивительно, тем более что подтверждается ссылкой на статью в серьезном журнале Physical Review Letters.
Разумеется, статья в солидной Washington Post уже не столь категорична, хотя и изобилует победными реляциями профессоров и ответственных за финансирование науки чиновников. И что же на самом деле? Неужели один-единственный фотон способен нести информацию о целом изображении? Разумеется, нет. Хотя эксперименты с ультраслабыми импульсами и были выполнены. Все дело в их интерпретации, которая добротную, но рядовую научную работу мигом превращает в многообещающий технологический прорыв.
На самом деле физики экспериментировали с банальным устройством оптической задержки. Оно представляет собой кювету длиной 10 см, заполненную парами металла цезия, которые нагреты до 100 С°. Кювету поместили в одно из плеч обычного интерферометра, чтобы, смешав с исходным сигналом, убедиться, что лазерный импульс в парах не испортился. На пути луча поставили маску с вырезанными буквами UR, дабы было что разглядывать. Заодно убедились, что система, как и всякая другая линейная оптика, работает точно так же и при очень малых уровнях сигнала, когда в одном импульсе не более одного фотона. Разумеется, чтобы фотоприемник восстановил все изображение, импульсы придется повторить многократно.
Подобных экспериментов с замедлением света в различных средах было много. Конечно, «кипяченый» цезий гораздо практичнее охлажденного почти до абсолютного нуля конденсата Бозе-Эйнштейна из атомов рубидия, но все еще крайне далек от практических нужд зарождающейся фотоники. В кювете импульс удалось задержать на 10 нс, что на порядок дольше, чем в сотне кремниевых кольцевых резонаторов IBM, описанных в прошлом номере. Но и кювета на несколько порядков крупнее чипа площадью менее одной десятой квадратного миллиметра. И если линию задержки от IBM хоть завтра в серию, то новое, не бьющее никаких рекордов устройство вряд ли скоро понадобится.
