最佳化電腦速度的新技術

New technique to optimize computer speed
http://www.physorg.com/news133170561.html

June 20, 2008

誰不夢想速度愈來愈快、消耗的能源卻又愈來愈少的電腦呢？為了要設計這些未來電腦，能夠在處理器中控制奈米尺度的應變（strain）頗為重要。到目前為止，這種應變仍很難觀察到。現在，幸虧一種由 CEMES-CNRS 研究者所發明的新電子全像術，現在有可能以一種前所未見的精確度與解析度繪製出一個晶格中的變形。

這種已獲得專利的新測量裝置克服了當前裝置幾乎所有的限制。它應能使製造者改良微處理器的製造方法並最佳化未來的電腦。這項研究發表於 6/19 當期的 Nature 上。

"應變矽（Strained silicon，張力矽晶）" 是最近所有微處理器的基礎元件。其成功的理由在於晶格中由局部應變所引發的（local strain-induced）變形改善了處理器的效能。此變形顯著增加電子遷移率，使得它有可能提升電腦速度並減少能量耗損。可是，由於製造者無法精確地分析變形，他們並沒有晶片設計的完整優勢。他們實際上依賴著效能的模擬與監控而非真正的了解應變狀態。由於 CNRS 一個在（法國）土魯斯的團隊所開發的新應變測量方法，這問題現已獲得解決。

基於電子全像術，這種技術無疑具有吸引力：那使得在許多材料中以高精確度與空間解析度測量變形（包括壓縮、張力 (tension) 與剪切(shear)應變）成為可能。精確性超過 0.1%，或 0.5 皮米（picometers）而空間解析度則是在奈米尺度上。但相較於傳統技術，真正的創新在於，它使得以前所未見的精密度來分析較大面積（一微米而非先前的 100 奈米）成為可能。

這種測量技術還提供更進一步的優勢。它能夠研究比先前樣本（300 nm）還厚上 10 倍的樣本，那保證觀察相當精確。樣本愈厚所放鬆的應變愈少而所測量的應變也愈接近真實系統。此外，這種測量是直接進行，不像其他系統需要一些初步模擬。

這種技術，由 CNRS 在 2007 年 9 月取得專利，將有可能成為奈米尺度下測量晶格應變的主要方法。它將使得電晶體中的應變塑模最佳化，並加強它們的電氣效率。

※ 相關報導：

＊ Nanoscale holographic interferometry for strain measurements in electronic devices
http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7198/abs/nature07049.html

Martin Hytch, Florent Houdellier, Florian Hue & Etienne Snoeck
Nature 453, 1086-1089 (19 June 2008)
doi: 10.1038/nature07049

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