Микро және наноэлектроника.

0

Өткен   ғасырда  электрониканың   жетістіктері  арқылы  ғылым  және  техниканың   барлық  салалары  қарқынды  дамыды. Сондықтан,  ХХ  ғасыр  электроника  ғасыры  деп  аталады.

Микроэлектроника, наноэлектроника  технологияларының      мәнісін  түсіндіру  үшін,  электрон  техникасының   даму  тарихына  қысқаша  тоқталуға  тура   келеді.

Адамзат   қоғамы   өзінің   даму  кезеңінде  материалдық   жағдай  арқылы  тұрмыс  дәрежесін  дамыту  үшін   табиғат  құбылыстарын  зерттеп,  еңбек  құралдарын  жасап  шығарды.  Зерттелу  нәтижелерінен   күрделі  құралдар  жасалынып,  техникалар  пайда  болды.  Техникалық  құралдардан   пайдаланып,  табиғаттың  түрлі   сырлары  және  заңдылықтары  зерттелді.  Ғылымның   дамуы  арқасында  техника  дамыды да  өз  кезегінде   техниканың   дамуы  ғылымның   өркендеуіне  алып  келді.

Қазіргі  уақытта   ғылым  техникасыз,  техника  ғылымсыз   дамуы  мүмкін  емес.   Техниканың  даму  деңгейі   жаратылыстану  ғылымдарының  әсіресе,  физика  ғылымының  жетістіктеріне   байланысты  болады.  Бүгінгі   физика  жетістіктері   ертеңгі  техника   дамуының   негізі  ХІХ  ғасыр  аяғы  мен  өткен   ғасырдың  бастапқы  жылдарында  термоэлектрондық  эмиссия,  фотоэлектрлік  эффект  құбылыстары   атомның  құрылысы,  оның  сәулеленуі  бойынша  физик  ғалымдардың  теориялық,  эксперименттік  жұмыстарының   нәтижелері  негізінде  1905  жылы  электр  тербелістерінің  детекторы,  бірінші  электрон  аспап  болған  электрон  лампа-  диодтың  конструкциясы  және   фотоэлемент  жаратылды.  1907-1908  жылдары   әлсіз  электр   тербелістерін  күшейтуші  электрон  лампа-триод  жаратылды.   Сонымен  электрон   техникасының   негізі   салынды.

Электрон   техникасының   пайда  болып  қалыптасуы  және  даму  тарихы  бойынша  өткен  ғасырды  екі   кезеңге  бөлуге  болады.

Радиотехника,  байланыс  техникасы,  электрон  техникасы  өзара  бір-бірін  толықтырып   радиоэлектроника   ғылымын жарыққа  шығарды. 1931 жылы   оптикалық  кескіндемені  электр  сигналдарына  түрлендіріп  беруші  прибор-  иконоскоп  жасалынды.  1945  жылы телевидение   пайда  болды.

Екінші  Дүние  жүзілік   соғыс  кезінде   радиолокация   және   авиация  үшін  вакуумдық   электрон  лампалар   орнына  электромагнит  толқын  ұзындыққтың  сантиметрлік  диапазонына  (бірінші  болып)   алғаш  рет  кристалдық  детекторлар   жаратылды.

1947-48  жылдары   электр  сигналдарын  күшейтіруші  жартылай  өткізгішті   материал   германий   пластинкасы  негізінде    электрон  лампа  -триод   орнына  транзистор   істеп  шығарылды.  Кейіннен  бұл  жұмысқа  Нобель  сыйлығы  берілді.

Кристал  негізіндегі   диод   және  транзисторлардың  өлшемдері,  массалары   вакуумды  электрон   аспаптардан   әлдеқайда  кіші,  сонымен  қатар   шыдамдылығы   өте  жоғары  болған.

Нәтижеде  микроэлектроника   ғылымы  пайда  болды. (“микро”- СИ  жүйесіндегі  ұзындық  өлшем  бірлігі  бір  метрден  миллион   есе   кіші  болған  өлшем).  Микроэлектроника   ғылымының  міндеті  өлшемдері,  массалары  өте  кіші,  шыдамдылығы  жоғары   болған,   кіші   электр  тогында  істей  алатын  дискрет  приборлар  менен   электрон  құрылғыларды  жарату.

Өткен   ғасырдың  екінші  жартысында   микроэлектрониканың   пайда  болып,  қалыптасуы, ғылым,  техника, өнеркәсіп  және   өндірістің  барлық  салаларының   дамуына,  жаңа  инфармациондық   технология,  кибернетика   пәндерінің    туылуына,  ғарыштың  игерілуіне  себепші  болды.   Ғарыш  кемесінің  жерден  көтерілу  кезінде  оның  бортындағы  1 кг  жүктің   салмағы   бірнеше  жүз  есе  артып  кетеді.   Кеме   бортындағы   радиоэлектрон   аппаратының   талапқа  сай  жұмыс   орындауы  үшін  бірнеше  миллион  электрон   элементтері  керек  болады. Ғарыш  кемесінің   жердің  тарту  күшін  жеңіп,  бірінші  ғарыштық  жылдамдықпен   көтерілуі  үшін,  олардың  бортындағы   радиоэлектрондық   аппараттардың   массасын   азайтып,  өлшемдерін  кішірейту  керек  болады. Мысалы,  бір  электрон  есептеу  машинасына  108  сандағы  дискрет  элементтердің   керектігін  ескерсек,  компьютерде   қолданылатын   әрбір  электрон  элементтің  массасы  1г,  көлемі  1 см3, бағасы  2 теңге  екендігін  есепке  алып   бағаласақ,  компьютердің   массасы  100 т, көлемі  100  м3, бағасы  200  млн. теңге   болатыны  анықталады.

Қазіргі  уақытта   электрон  есептеу  машиналары,  күрделі   тізбекті  радиоэлектрон   аппараттар   микроэлектронды   интеграл   микросхемалар   негізінде   істеп  шығарылады.

Жаңа  ғасырда   адамзат  санасына   наноэлектроника,  нанотехнология   сөздері   кең  таралуда.  Себебі,  ғалымдардың  пікірі    бойынша,  наноэлектроника   технологиясы  келешекте  адамзат  қоғамының   өте  жоғары   дамуының  негізі.  Бұл  технология   ғылым  және  техниканың   барлық    салаларының  интенсивті   дамуы  арқылы   мемлекеттің   экономикасына,  саясатына,  халықаралық   қатынасына   әсерін  тигізеді.  Дамыған  мелекеттерде  нанотехнология  бойынша    материалдық   құндылықтар   жарату  үшін,  үлкен  мөлшерде  ақша  бөлініп  жатыр.  Мысалы,  АҚШ  мемлекеті  нанотехнологияны  зерттеу  жұмыстарына   2001   жылы  422  млн,  2002  жылы   600  млн.  доллар  қаражат  бөлді.  2007-2015  жылдары  Ресей  мемлекеті   160  млрд.  Рубль   қаражат  бөлуді  жоспарлап  отыр.

АҚШ-тың  Ұлттық   Ғылым  Фондының  есептеуі  бойынша   2015  жылы   нанотехнологиясы   негізінде  құны  трилион  доллар   болатын   тауарлар  істеп  шығарылады.  Нанометр  (1 нм )  бір  метрден  миллиард  есе  кіші  болған  өлшем.

Микро  әлемдегі   құбылыстарды  зерттеу  нәтижелері   негізінде  пайда  болған   нанотехнологияның   приборларыменен  макроәлемнің    заңдылықтары   үйреніледі.

Қазіргі  таңда  мамандар   нанотехнология   негізінде   кванттық   компьютерлер,  радиоэлектрондық   аппараттар  жарату  жұмыстары  алып  барылуда.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ