改變未來電腦的材料

前言

我們都知道現今的微處理器的材料是硅，但未來會不會出現截然不同而且意想不到的材料呢？有一天我們或許會看到用各式各樣材料做出的電腦相關硬件，從藍寶石、鉆石、細菌，到鮭魚的睪丸等等。

在德國和瑞士，科學家們正在致力于發展研發石墨烯晶片，然而在這些科學家研究這種單一硅原子薄層（Silicene）的同時，我們還是可以繼續關注那些已知的材料上正在付出努力的人和他們的研究成果。

英國利茲大學的研究員希望能用細菌制造硬碟。實際上，就是用鐵來喂養細菌，使其磁化。理論上這些磁化細菌能儲存1和0，另外還能作為連結微電子裝置的纜線。“我們可以調整這些生物纜線來符合特定電阻，它們成長后，不同組件可互相連結，變成一臺完整的生物電腦。”田中正義（Masayoshi Tanaka）博士對利茲大學新聞處表示。

稀奇古怪的材料不只如此。日前，臺灣清華大學和德國卡爾斯魯厄理工學院的研究員，使用DNA建造出一讀多寫的數據儲存裝置。這可不是普通的DNA，是來自鮭魚睪丸的DNA！DNA能和金屬納米顆粒良好共處，當你把它和這些極微小金屬顆粒混合時，能改變它的光電屬性，這時就能透過切換導電性狀態；可導電（一個1）或不可導電（一個0），來儲存資料。為什么選擇睪丸呢？研究者表示，因為鮭魚睪丸能產出大量精蟲，而大量精蟲就意味著大量DNA。

近期，一篇由德國埃爾朗根-紐倫堡大學與瑞士Acreo AB研究所發表的論文揭露了使用石墨烯來制造晶片的方法，這是有望未來用于微電子領域中呼聲極高的材料之一。石墨烯是厚度為一個原子的碳薄層，發現石墨烯的是兩位獲得諾貝爾獎殊榮的科學家，但其應用于商業還有一段路要走。石墨烯導電性極佳，卻無法輕易與晶片其他結構相連。據報導，德國與瑞士的科學家研發出使用碳化硅制造的新種石墨烯（碳化硅是用碳和硅制造出的晶體，加熱后晶體中的硅原子會上升，留下石墨烯在底層），并找到在碳化硅中蝕刻出通電道的方法，在蝕刻過程中加入氫，可改變碳化硅晶體與石墨烯連結方式，因此可將此材料的部分作為導體，部分為半導體。他們因此成功做出電晶體，也代表能夠和晶片的不同構造連結。

惠普公司開發出“憶阻器”，它能儲存資訊還能減少電耗。這個裝置由兩層二氧化鈦半導體構成，其中一層具有“氧空缺”，另一層則無；有氧空缺的層有導性，l另一層不具有。如果對其發送電流，可使氧空缺在層間移動構成開關。如果氧空缺在同層即“開啟”，在不同層則“關閉”。此開關即使流失電力也能保有資訊。Memristor是記憶電阻的簡稱，如惠普能成功將它帶進市場，將大大改善記憶體科技。