Нанотехнологии

Сейчас стало модным слово «нанотехнологии», и в народе сложилось впечатление, будто кто-то понимает, что это такое. Потому что на это дают большие деньги. Будто бы только достаточно заплатить, и это появится у нас тоже, а как только оно появится, то тут же сразу же мы станем передовой державой.

Появились термины даже «наночайник» - это те, кто не знают, что такое «нанотехнология» [1].
В статье в Википедии сказано, что «Нанотехноло;гия — область прикладной науки и техники, имеющая дело с объектами размером менее 100 нанометров (1 нанометр равен 10^;9 метра)» [2] .
Вчера я в одном рекламном проспекте уже встретил термин «фемтотехнология».
Все это – профанация.
Начнем с определения.
Название требует того, чтобы нанотехнологией именовалась область прикладной науки и техники, имеющая дело с объектами размерами, СОИЗМЕРИМЫМИ С ОДНИМ НАНОМЕТРОМ, то есть десять в минус девятой степени.
А сто нанометров – это десять в минус седьмой степени.
Чувствуете разницу?
Если говорим, что устройство весит «килограммы» – это не сто килограммов, а единицы килограммов, ибо сто килограммов – это «центнеры». А между центнерами и килограммами есть еще даже промежуточная единица, правда не из системы СИ – пуды.
Если мы скажем, что устройство потребляет микроватты – это не сто микроватт, а единицы.
Если мы говорим, что вещь стоит «копейки», то это не сотни копеек, что является рублем, а единицы.
Если транзистор занимает площадь 1х1 кв. нм, то на пластине площадью 2х2 кв.мм таких транзисторов уместится 4,000,000,000,000. Если же он занимает площадь 100х100 кв. нм, то таких транзисторов уместится всего лишь 400,000,000 что в десять тысяч раз меньше.

Ну, а под «фемтотехнологией», видимо, понимают технологию, где линейные размеры элемента хотя бы в одном направлении меньше одного нанометра, что на самом деле является корректно нанотехнологией. Ну уж если даже быть предельно «либеральным» к терминологии, то те, кто разменяли «нанометры» могут говорить в лучшем случае о «пикотехнологии», ну уж никак не о «фемтотехнологии»!!!
Так мы, господа, и до «аттотехнологии» скоро дойдем.

ИНФОРМАЦИЯ К РАЗМЫШЛЕНИЮ:
Если «нано» означает «десять в минус девятой степени», то «фемто» означает десять в минус пятнадцатой степени, а в промежутке есть еще «пико» то есть «десять в минус двенадцатой степени». «Аттотехнология» - это уже «технология создания элементов размерами десять в минус восемнадцатой степени метра».
АТОМЫ ИМЕЮТ РАЗМЕРЫ ПОРЯДКА ДЕСЯТЬ В МИНУС ДЕСЯТОЙ СТЕПЕНИ МЕТРА.
СТРОГО ГОВОРЯ, НАНОТЕХНОЛОГИЯ – ЭТО ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗМЕРОМ ОКОЛО ДЕСЯТИ АТОМОВ.

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПИКОТЕХНОЛОГИИ ПРОСТО НЕ МОЖЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ - ибо не может существовать технологии создания структур, размеры которой составляют около 1% размеров атома. Могут существовать и существуют измерения с погрешностями порядка пикометров, но это не технология, а лишь измерения.
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФЕМТОТЕХНОЛОГИИ ПРОСТО НЕ МОЖЕТ СУЩЕСТВОВАТЬ – ибо не может существовать технологии создания структур, размеры которой составляют около 0,001% размеров атома.
Может существовать ФЕМТОИЗМЕРЕНИЯ - то есть измерения размеров с погрешностью, соизмеримой с единицами фемтометров.
КОНЕЦ ИНФОРМАЦИИ К РАЗМЫШЛЕНИЮ.


Надо помнить, что не малые размеры сами по себе определяют преимущество той или иной технологии, а возможность и УМЕНИЕ разместить в плотной упаковке такие малоразмерные элементы в количестве, согласующимся с этими размерами. То есть если транзистор имеет линейную протяженность 100 нм, то это в другой записи 0,1 мкм. Как видим, для выражения этого расстояния в микрометрах требуется меньше цифр. И эта длина больше примыкает к понятию «микрометр», чем к понятию «нанометр».
Еще в книге 1982 года сказано, что в микропроцессоре Z8000, выпущенном еще только в 1978 году уже на кристалле примерно площадью 4 кв.мм распложено 17,5 тыс. транзисторов [3]. В предположении квадратных площадок получаем, что геометрические размеры одного транзистора вместе с расстояниями между ними составляют
2000 мкм / 132,3 = 15 мкм.
Сейчас никого не удивишь флеш-памятью емкостью 4 ГБайта, т.е. 4,000,000,000 что составляет как раз для такого же кристалла размером в 4 кв.мм размеры одного элемента, хранящего «байт» приблизительно 0,03мкм, то есть 30 нм! Но элемент, хранящий байт, содержит заведомо больше двух десятков транзисторов хотя бы потому, что байт – это восемь бит, а на хранение одного бита нужен хотя бы один регистр, который делается не менее, чем из двух транзисторов. А на самом деле регистр делается из гораздо большего количества транзисторов. И на самом деле еще в памяти существует схема адресации – для выборки, записи и считывания. Так что получается, что линейные размеры одного транзистора действительно соизмеримы с ОДНИМ НАНОМЕТРОМ, а не со ста, как это сказано в определении в [2].
В общем, что я хочу сказать. Господа! Не надо самонадеянно требовать деньги на так называемые «нанотехнологии», с тем, чтобы их тратить на то, что реально не поднимет уровень нашего технологического развития.
Надо быть честными. Надо браться за те задачи, которые стране нужны, и решать их.
А для этого для начала надо определить правильно, что является нанотехнологиями, а что не является таковыми.
В частности, если мне удается сформировать интерференционную решетку с шагом 100нм, то по определению, данному в Википедии, я как бы владею нанотехнологиями. На самом же деле я не могу при этом создавать элементы размерами в несколько нанометров с произвольной структурой (или хотя бы заносить бинарную информацию в ячейки с шагом 1нм). Так что в этом случае мне не следует просить деньги на развитие того, в чем я реально не профессионал.

Призываю к научной и гражданской совести.
И заранее знаю, что это – глас вопиющего в пустыне. Не могу и про себя сказать, что достаточно хорошо знаю, что такое "нанотехнологии", но некоторое скромное представление  ИМХО имею [4, 5, 6]. См. также весьма загадочный сертификат на мое имя.


УДАЧ всем – вам и вашей - нашей стране!


[1] Наночайникам. Здесь мы расскажем об основных моментах нанотехнологий… http://www.nanonewsnet.ru/help/beginners

[2] Википедия. Статья «Нанотехнология». http://ru.wikipedia.org/wiki

[3] Saburo Muroga. When and How to Design Very-Large-Scale Integral Cirquits. Пер.с англ.: С. Мурога. Системное проектирование сверхбольших интегральных схем. В двух книгах. Пер. А.Е. Норки, Н.П. Фурсикова. М. Мир. 1985.

[4] Воевода А.А., Жмудь В.А., Калинин М.В. Возможная концепция единой классификации нанотехнологий.  Научный вестник НГТУ. - 2008. - N 4(33). С.155-164.

[5] Воевода А.А., Жмудь А.М., Жмудь В.А., Калинин М.В. Что такое наноэлектроника? // Сборник научных трудов НГТУ. Новосибирск. 2009.  1(55). С. 127 – 134.

[6] Воевода А.А., Жмудь В.А., Калинин М.В. Рабочий вариант классификатора нанотехнологий. // Известия Международной академии наук высшей школы. №1 (46) 2009. с. 137 – 146.