纳米电子技术的发展现状与未来展望
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优 良。
位信 息 的数据 ，意 思就 是晶体 管 的尺 寸要 小到极 致 ，从而 颠覆 了现代 电子 技 术的 高集成 、高 速度 下 ，一定要 高能 耗 的格局 。 （ ）纳米 电子技术应用于现代 医学 三 随着纳米技术 的不断研究和应用 ，更 多 的纳米 电子技 术被 应用 到医 学领域 之
一
要 进行 纳米 电子 学的研 究 ，而纳 米 电子
学也被 中科 院肯定 为２ ２ 年左 右最 易实 ００ 现 ，也 对纳 米科 技研 究有重 大影 响 的研
究。
（ ）纳米硅薄膜 一
硅 是 目前为 止发展最快且用途最广 ， 产 量 最 大 的 半 导 体 材 料 ， 硅 在 全 世 界 半 导体材料 的总体 比重 中 占到了９ ％ ５ 以上 ， 不可 谓不 惊人 ， 因此 ，研 究 纳米硅 是研 发 高 性 能 半 导 体 的 最 好 途 径 。 纳 米 硅 薄 膜 的工艺 程序 与集 成 电路和硅 器件 完 全 相 容 ， 因 此 ， 它 可 以成 为 进 一 步 研 制 量 子功 能 的基础 ，将 会在 今后 的纳 米 电子 研究技术中具有很大 的影响力 。 （ ）新 型 电子 元件 的开 发 二 随 着 纳 米 电子 技 术 研 究 的 深 入 ， 新 型 的电子元件产品也渐渐 问世 。 ２ １ 年２ ，美 国人研 发的纳米 处理 ００ 月 器可 实现 编程 ，可 能成 为纳 米计 算机 。 同年 ５ ，澳 大 利 亚 和美 国研 究者 基 于 月 隧 穿显微 镜 实现 了对 单个原 子 的操控 ， 从 而创造 出了迄今 为 止最 小 的原子 晶体 管 ，它 标志着 世 界上 第一个 人 工制造 原 子 的 电子设 备 的出现 ， 向信 息 处理 的超 强大和超 高速 性迈 进新 的 台阶 。同年 １ ２ 月，在 美 国德克 萨斯 大学 ，又 推 出了世 界 上 第 一 个 耐 高 温 工 作 的 自旋 场 效 应 晶 体 管 。而在２ １ 年 的４ ，在 美国匹兹堡 ０１ 月 大学 ，科学 家又 制造 出 了超小 型 的单 电 子 晶体 管 ，它 的核 心组件 的直 径 小至 １５ｍ ． ｎ ，这一创 举也将成为超 大规模集成 电路 的高密 度性 和低 能耗 性 的理 想 电子 元件 。 在以后的２ 年 ，将 是电子元件不 断发 Ｏ 展 的时期 ，在此 期 间 ，新 型 电子 元件 的 研 究将更 加深入 ，更多 的 电子元件 产 品 将会 不 断问世 ，为 人类探 索 更高领 域提 供更科学研究方法 。 （ ）纳 米 生物 电子 三 纳 米 生 物 电子 是 一 个 重 要 的 纳米 电子 学 部分 ，把纳 米 电子学 的科 技应 用于 生 物 芯 片 的 领 域 ， 从 而 有 了纳 米 机 器 人 的 出 现 ， 这 种 纳 米 机 器 人 不 是 传 统 的 机 器 人 ， 而 是 能 进 入 人 体 血 管 ， 帮 人 体 清 除 体 内有 害物 质 的清洁器 ，更 有 效地 为人 体 排 出毒素 ，为 保证 人体 的正 常代 谢 ， 保持人体健康做 出重大贡献 。 （ 四）碳纳米管 １９ 年 日本科学家第一 次发现碳纳米 ９１ 管 。碳 纳米 管 自身是 拓 扑结构 ，又 有很 好 的机 械 强度和 导 电性等 ，可 以说 集光 学和机 械性 能 以及 电子特 性三 者 的优异 性于 一身 ，所 以 ，碳 纳米 管 也被世 界 上 的科学家们作 为研 究的重 点。 利用 碳 纳米 管 的 电子性 ，使得 它 可 以往 单 电子器件 和 晶体 管材 料方 向展 开 研 究。２ １ 年２ ，芬 兰和 日本 的科学家 ００ 月
一
、
的优 势在 于 ： １ 能 耗 低 、 准 确 可 靠 、 运 行 时 间 较 ．
短、不易受外界的环境影响 。 ２ 得益于科技的保证和不断地 开发研 ． 究应用，使得其成本价钱有所 降低 。 ３ 由于其 短距 离 的分 子 间距 ，使 得 ． 硅 电子材 料在 运 行过程 中，反应 速度 很 快 ，这就 从 另一方 面 降低 了材料 能耗 ， 提高工作效率 。 从 上述 的 优势 不难 看 出 ，纳 米硅 电 子 材料 的 问世是 材料 的一个 新 突破 ，它 的领 先技术 使得 其相 较于 同等材 料具 有 绝 对 的优势 。相 信 随着纳米 材料 的不 断 研 究 ，纳米 材料 在生 活 中的应用 普及 之 后，会给人类带来意想不到的方便。
一
中。
纳米电子技术 的发展有助于细微部位
的研 究 ，而这些 细微 之处 通过普 通 显微 镜是 无法 做到 的 ，纳 米 电子技 术 的应 用 还能 有助 于纳米 传感 器 的发 明，通过 纳 米传 感器 可 以观 察 到生化 反应 的各种 不 同的化学 信息 以及 电化学 信 息。此 外 ， 还有很 多类似 伽马刀 、螺旋ｃ 以及Ｍ Ｉ Ｔ Ｒ 等 高科 技 医学产 品 的问世 ，它们 的 出现为 人类医学注入 了新鲜血液 。 纳米 电子技术作为生物 医学与 电子学 相 交 的新 新技 术 ，它将 具有 巨大 的开 发 利用 价值 ，它 的研 究潜 力是无 穷 的 。生 物 医学 电子学 作为 生物 医学和 电子学两 大 学科 的结合 ，在 生物 医学 电子 设备集 成 化和微 型化 方 向的研 究有着 很 大 的发 展 空 间，这种 研 究主要 基于 微 电子器件 的发展 ， 当器件 的尺寸 发展 到分 子或 原 子 的大 小水 平时 ，人们 对于 微小 生物 体 的研 究将进入前所未有的新 阶段 。 二 、纳米电子技术的发展动 向及展望 纳 米 技术 的研 究 和应 用 已经 得到 世 界上 很多 国家 的认可 ，各 国也加 大 了对 纳米 技术研 究工 作 的投入力 度 。其 中， 美 国提 出 了名 为Ｎ Ｉ Ｎ ，即 国家 纳米 技 术 的计 划项 目，将 重 点研 究纳 米 电子学 。 欧盟 等多个 国家 将在 支持纳 米技 术研 究 的工 作上 ，重 点投入 到纳 米 电子材料 以 及纳 米 电子器件 关 于存储 系统 和信 息处 理 的研 究，成 立相 关委 员会 ，并提 出欧 盟 每 年 ６ 亿 欧 元 到 纳 米 电子 研 究 工 作 中 ０ 的投 资 报 告 ， 以推 进 和 鼓 动 研 究 者 参 与 到 纳 米 电 子 技 术 研 究 的 兴 趣 当 中 。 而 在 亚 洲 ， 中 国 台 湾 地 区 和 日韩 两 国 也 加 入 到 纳米 电子技 术研 究 的计划 和策 略当 中 来 也采 取 了不少 积极 措施 ， 比如建立 纳 米 电子研 究所 ，加大 研究 经费 的投入 等 ， 旨在对 纳米 电子技 术 的研究 工作 中 抢 占先 机 ，掌握 主动 。而我 国则 将纳米 研 究技 术作 为重 要的科 学研 究规 划 ，主
纳米电子技术的发展现状 （ ）纳米 电子材料 的应用 一 目前大 多数纳米材料包括 ：纳米硅薄 膜 、纳米 硅材料 以及 纳米 半 导体材 料 。 其 中，纳 米硅材 料最 具有 技术 优 势，非 常符 合新 世纪 人类对 电子技术 的发 展 需 求 。硅 电子材 料 的技术 相较 于其他 材料
（ ）纳 米 电子 元 件 的 应 用 二
纳米 电子 元 件 问世之 前 ， 电子元 件 经过 了集 成元件 、超 大规 模集 成元件 两 个发 展历程 ，因此 ，纳米 电子 元件 是在 “两 位 前 辈 ” 的 发 展 基 础 上 开 发 出来
的。
自从美 国的研 究者Ｊ Ｋ Ｌ Ｙ ・ Ｉ Ｂ 在上世纪 ５ 年代研 究出第一个集成 电路以后，集成 Ｏ 电路的就开始 了快速发展 ，并不断更新换 代 ，从小规模集成到 中型、大型，再 到后 来的超大型集成 电路 ，如今又发展到了特 大型的集成 电路。 随着集成规模的不断扩 大，电子 元件 的尺寸却要越做越小 ，要达到纳米尺 寸的 范 围（． ｌＯ ｍ ，例如 刚刚面试的单 电 Ｏ卜 Ｏ ｎ） 子 晶体 管 ，它的一 个 电子信 号就 代表 了
进 入２ 世 纪 以来 ，相 关专 家 意识 到 １ 纳 米技 术将 作为领 先科 技 的前沿 ，对 纳 米 技术 进行 深入 的研 究 ，纳 米 电子技 术 可 能为 新技 术 的开发和 应用 带来 革命 性 的突破 。纳 米技 术 的应用 范 围广 ，可 能 深入 到 每个 领域 ，每 个行 业 ，也 可能 成 为 人 类 生 活 中 必 不 可 少 的必 需 品 。 目 前 ，人 类对 纳米 电子 技术 的研 究还不 够 深 入 ，应用 也不 够广 泛 ，但是纳 米 电子 技术 己向人 们展 示 出 了强 大 的魅 力和 应 用潜 力 。 目前 己经研 究 出的纳米 电子 技 术产 品包括 纳米 电子 元件 和纳米 电子 材 料 ，这 些产 品不 仅功 能奇 异 ，而 且性 能
讨。
言 （ ａ ａ ｅ ｉ ｉ ｉ ｎ ａ ｇ ａ ｅ 简称 Ｄ ｔ Ｄ ｆ ｎ ｔ ｏ Ｌ ｎ ｕ ｇ ， ＤＬ Ｄ ）。该 语言负责数据 的模式定义 与数 据的物理存取构建。数据操纵语言 （ ａ ａ Ｄ ｔ Ｍｎｐ １ｔｏｓ ａｇａｅ ａ ｉ ｕ ａ ｉｎ Ｌ ｎ ｕ ｇ ，简称Ｄ Ｌ Ｍ ）。 该 语 言 负 责 数 据 的 操 纵 ，包 括 查 询及 增 、删 、改等操作。 ｉ２ 数 据 库 系 统 的 发展 ． 数据管理经历 了三个阶段：人工管理 阶 段 ：硬 件 无磁盘 ，直 接存 取 。文件 系 统 阶段 ：简 单的数 据共 享与 数据 管理 能 力 。数据 库 系统阶 段 ：统一 管理 与共 享 数据 。
水平
【 关键词 】数据库 ；技术 ；应用 ；需求
为 了完善数据管理机构对地籍 问题的 统计 ，使其 更好 的为 我 国的 国土规划 管 理和经 济建 设服 务 ，我们 就要对 市 区 内 的土地 使用 情况 、地 质情 况基 础数 据 、 常住人 口与流动 人 口的 比例情 况进 行统 计与分 析 ，使这 些调 查所 取得 的原 始数 据能够 更加 完善 的应 用 到城 市建设 的其 他领域 ，以实现 信 息的共 享和 交流 。从 而使 调查成 果更 好 的应用 到土 地统 计与 登记领 域 、 国土 资源 管理 领域 、土 地资 源 信 息服务 化领 域 、市级 领域 等与城 市 建设和发展 息息相关 的其他领域。 并且在数据 的收集与分析过程 中，通 过采用 图形 数据 、数 学建 模 、制 图输 出 等方法 对情 况进 行动 态 的模拟 与分 析 ， 这 使 得 城 市 建 设 的 相 关 部 门 能够 更 好 的 确定城 镇 内 的土 地规 划与 用途 。本 文将 从多个 方面 入手 对数 据库 应用 中所存 在 的 问题 以及 当代社 会对 数据库 应用 的 需 求 等 多 个 方 面 对 数 据 库 进 行 研 究 与 探
位信 息 的数据 ，意 思就 是晶体 管 的尺 寸要 小到极 致 ，从而 颠覆 了现代 电子 技 术的 高集成 、高 速度 下 ，一定要 高能 耗 的格局 。 （ ）纳米 电子技术应用于现代 医学 三 随着纳米技术 的不断研究和应用 ，更 多 的纳米 电子技 术被 应用 到医 学领域 之
一
要 进行 纳米 电子 学的研 究 ，而纳 米 电子
学也被 中科 院肯定 为２ ２ 年左 右最 易实 ００ 现 ，也 对纳 米科 技研 究有重 大影 响 的研
究。
（ ）纳米硅薄膜 一
硅 是 目前为 止发展最快且用途最广 ， 产 量 最 大 的 半 导 体 材 料 ， 硅 在 全 世 界 半 导体材料 的总体 比重 中 占到了９ ％ ５ 以上 ， 不可 谓不 惊人 ， 因此 ，研 究 纳米硅 是研 发 高 性 能 半 导 体 的 最 好 途 径 。 纳 米 硅 薄 膜 的工艺 程序 与集 成 电路和硅 器件 完 全 相 容 ， 因 此 ， 它 可 以成 为 进 一 步 研 制 量 子功 能 的基础 ，将 会在 今后 的纳 米 电子 研究技术中具有很大 的影响力 。 （ ）新 型 电子 元件 的开 发 二 随 着 纳 米 电子 技 术 研 究 的 深 入 ， 新 型 的电子元件产品也渐渐 问世 。 ２ １ 年２ ，美 国人研 发的纳米 处理 ００ 月 器可 实现 编程 ，可 能成 为纳 米计 算机 。 同年 ５ ，澳 大 利 亚 和美 国研 究者 基 于 月 隧 穿显微 镜 实现 了对 单个原 子 的操控 ， 从 而创造 出了迄今 为 止最 小 的原子 晶体 管 ，它 标志着 世 界上 第一个 人 工制造 原 子 的 电子设 备 的出现 ， 向信 息 处理 的超 强大和超 高速 性迈 进新 的 台阶 。同年 １ ２ 月，在 美 国德克 萨斯 大学 ，又 推 出了世 界 上 第 一 个 耐 高 温 工 作 的 自旋 场 效 应 晶 体 管 。而在２ １ 年 的４ ，在 美国匹兹堡 ０１ 月 大学 ，科学 家又 制造 出 了超小 型 的单 电 子 晶体 管 ，它 的核 心组件 的直 径 小至 １５ｍ ． ｎ ，这一创 举也将成为超 大规模集成 电路 的高密 度性 和低 能耗 性 的理 想 电子 元件 。 在以后的２ 年 ，将 是电子元件不 断发 Ｏ 展 的时期 ，在此 期 间 ，新 型 电子 元件 的 研 究将更 加深入 ，更多 的 电子元件 产 品 将会 不 断问世 ，为 人类探 索 更高领 域提 供更科学研究方法 。 （ ）纳 米 生物 电子 三 纳 米 生 物 电子 是 一 个 重 要 的 纳米 电子 学 部分 ，把纳 米 电子学 的科 技应 用于 生 物 芯 片 的 领 域 ， 从 而 有 了纳 米 机 器 人 的 出 现 ， 这 种 纳 米 机 器 人 不 是 传 统 的 机 器 人 ， 而 是 能 进 入 人 体 血 管 ， 帮 人 体 清 除 体 内有 害物 质 的清洁器 ，更 有 效地 为人 体 排 出毒素 ，为 保证 人体 的正 常代 谢 ， 保持人体健康做 出重大贡献 。 （ 四）碳纳米管 １９ 年 日本科学家第一 次发现碳纳米 ９１ 管 。碳 纳米 管 自身是 拓 扑结构 ，又 有很 好 的机 械 强度和 导 电性等 ，可 以说 集光 学和机 械性 能 以及 电子特 性三 者 的优异 性于 一身 ，所 以 ，碳 纳米 管 也被世 界 上 的科学家们作 为研 究的重 点。 利用 碳 纳米 管 的 电子性 ，使得 它 可 以往 单 电子器件 和 晶体 管材 料方 向展 开 研 究。２ １ 年２ ，芬 兰和 日本 的科学家 ００ 月
一
、
的优 势在 于 ： １ 能 耗 低 、 准 确 可 靠 、 运 行 时 间 较 ．
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一
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纳米电子技术 的发展有助于细微部位
的研 究 ，而这些 细微 之处 通过普 通 显微 镜是 无法 做到 的 ，纳 米 电子技 术 的应 用 还能 有助 于纳米 传感 器 的发 明，通过 纳 米传 感器 可 以观 察 到生化 反应 的各种 不 同的化学 信息 以及 电化学 信 息。此 外 ， 还有很 多类似 伽马刀 、螺旋ｃ 以及Ｍ Ｉ Ｔ Ｒ 等 高科 技 医学产 品 的问世 ，它们 的 出现为 人类医学注入 了新鲜血液 。 纳米 电子技术作为生物 医学与 电子学 相 交 的新 新技 术 ，它将 具有 巨大 的开 发 利用 价值 ，它 的研 究潜 力是无 穷 的 。生 物 医学 电子学 作为 生物 医学和 电子学两 大 学科 的结合 ，在 生物 医学 电子 设备集 成 化和微 型化 方 向的研 究有着 很 大 的发 展 空 间，这种 研 究主要 基于 微 电子器件 的发展 ， 当器件 的尺寸 发展 到分 子或 原 子 的大 小水 平时 ，人们 对于 微小 生物 体 的研 究将进入前所未有的新 阶段 。 二 、纳米电子技术的发展动 向及展望 纳 米 技术 的研 究 和应 用 已经 得到 世 界上 很多 国家 的认可 ，各 国也加 大 了对 纳米 技术研 究工 作 的投入力 度 。其 中， 美 国提 出 了名 为Ｎ Ｉ Ｎ ，即 国家 纳米 技 术 的计 划项 目，将 重 点研 究纳 米 电子学 。 欧盟 等多个 国家 将在 支持纳 米技 术研 究 的工 作上 ，重 点投入 到纳 米 电子材料 以 及纳 米 电子器件 关 于存储 系统 和信 息处 理 的研 究，成 立相 关委 员会 ，并提 出欧 盟 每 年 ６ 亿 欧 元 到 纳 米 电子 研 究 工 作 中 ０ 的投 资 报 告 ， 以推 进 和 鼓 动 研 究 者 参 与 到 纳 米 电 子 技 术 研 究 的 兴 趣 当 中 。 而 在 亚 洲 ， 中 国 台 湾 地 区 和 日韩 两 国 也 加 入 到 纳米 电子技 术研 究 的计划 和策 略当 中 来 也采 取 了不少 积极 措施 ， 比如建立 纳 米 电子研 究所 ，加大 研究 经费 的投入 等 ， 旨在对 纳米 电子技 术 的研究 工作 中 抢 占先 机 ，掌握 主动 。而我 国则 将纳米 研 究技 术作 为重 要的科 学研 究规 划 ，主
纳米电子技术的发展现状 （ ）纳米 电子材料 的应用 一 目前大 多数纳米材料包括 ：纳米硅薄 膜 、纳米 硅材料 以及 纳米 半 导体材 料 。 其 中，纳 米硅材 料最 具有 技术 优 势，非 常符 合新 世纪 人类对 电子技术 的发 展 需 求 。硅 电子材 料 的技术 相较 于其他 材料
（ ）纳 米 电子 元 件 的 应 用 二
纳米 电子 元 件 问世之 前 ， 电子元 件 经过 了集 成元件 、超 大规 模集 成元件 两 个发 展历程 ，因此 ，纳米 电子 元件 是在 “两 位 前 辈 ” 的 发 展 基 础 上 开 发 出来
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自从美 国的研 究者Ｊ Ｋ Ｌ Ｙ ・ Ｉ Ｂ 在上世纪 ５ 年代研 究出第一个集成 电路以后，集成 Ｏ 电路的就开始 了快速发展 ，并不断更新换 代 ，从小规模集成到 中型、大型，再 到后 来的超大型集成 电路 ，如今又发展到了特 大型的集成 电路。 随着集成规模的不断扩 大，电子 元件 的尺寸却要越做越小 ，要达到纳米尺 寸的 范 围（． ｌＯ ｍ ，例如 刚刚面试的单 电 Ｏ卜 Ｏ ｎ） 子 晶体 管 ，它的一 个 电子信 号就 代表 了
进 入２ 世 纪 以来 ，相 关专 家 意识 到 １ 纳 米技 术将 作为领 先科 技 的前沿 ，对 纳 米 技术 进行 深入 的研 究 ，纳 米 电子技 术 可 能为 新技 术 的开发和 应用 带来 革命 性 的突破 。纳 米技 术 的应用 范 围广 ，可 能 深入 到 每个 领域 ，每 个行 业 ，也 可能 成 为 人 类 生 活 中 必 不 可 少 的必 需 品 。 目 前 ，人 类对 纳米 电子 技术 的研 究还不 够 深 入 ，应用 也不 够广 泛 ，但是纳 米 电子 技术 己向人 们展 示 出 了强 大 的魅 力和 应 用潜 力 。 目前 己经研 究 出的纳米 电子 技 术产 品包括 纳米 电子 元件 和纳米 电子 材 料 ，这 些产 品不 仅功 能奇 异 ，而 且性 能
讨。
言 （ ａ ａ ｅ ｉ ｉ ｉ ｎ ａ ｇ ａ ｅ 简称 Ｄ ｔ Ｄ ｆ ｎ ｔ ｏ Ｌ ｎ ｕ ｇ ， ＤＬ Ｄ ）。该 语言负责数据 的模式定义 与数 据的物理存取构建。数据操纵语言 （ ａ ａ Ｄ ｔ Ｍｎｐ １ｔｏｓ ａｇａｅ ａ ｉ ｕ ａ ｉｎ Ｌ ｎ ｕ ｇ ，简称Ｄ Ｌ Ｍ ）。 该 语 言 负 责 数 据 的 操 纵 ，包 括 查 询及 增 、删 、改等操作。 ｉ２ 数 据 库 系 统 的 发展 ． 数据管理经历 了三个阶段：人工管理 阶 段 ：硬 件 无磁盘 ，直 接存 取 。文件 系 统 阶段 ：简 单的数 据共 享与 数据 管理 能 力 。数据 库 系统阶 段 ：统一 管理 与共 享 数据 。
水平
【 关键词 】数据库 ；技术 ；应用 ；需求
为 了完善数据管理机构对地籍 问题的 统计 ，使其 更好 的为 我 国的 国土规划 管 理和经 济建 设服 务 ，我们 就要对 市 区 内 的土地 使用 情况 、地 质情 况基 础数 据 、 常住人 口与流动 人 口的 比例情 况进 行统 计与分 析 ，使这 些调 查所 取得 的原 始数 据能够 更加 完善 的应 用 到城 市建设 的其 他领域 ，以实现 信 息的共 享和 交流 。从 而使 调查成 果更 好 的应用 到土 地统 计与 登记领 域 、 国土 资源 管理 领域 、土 地资 源 信 息服务 化领 域 、市级 领域 等与城 市 建设和发展 息息相关 的其他领域。 并且在数据 的收集与分析过程 中，通 过采用 图形 数据 、数 学建 模 、制 图输 出 等方法 对情 况进 行动 态 的模拟 与分 析 ， 这 使 得 城 市 建 设 的 相 关 部 门 能够 更 好 的 确定城 镇 内 的土 地规 划与 用途 。本 文将 从多个 方面 入手 对数 据库 应用 中所存 在 的 问题 以及 当代社 会对 数据库 应用 的 需 求 等 多 个 方 面 对 数 据 库 进 行 研 究 与 探
