В последнее время все чаще и чаще звучат слова о том, что традиционная кремниевая электроника вплотную подобралась к пределам, ограничивающим ее дальнейшее развитие. И, вполне естественно, что место кремния в будущих электронных приборах должно заменить, что-то, что позволит дальнейшее наращивание темпов развития электроники и скоростей обработки информации. Поисками этого чего-то уже достаточно долгое время занимаются ученые из различных научных и технических организаций. Одним из возможных кандидатов на роль замены кремниевой электроники стала технология изготовления логических схем из ДНК, разработанная в стенах университета Дюка (Duke University).

Прямо сейчас Вы смотрите на снимок самой первой созданной на Земле электронной интегральной схемы, микросхемы или микрочипа. Этот микрочип является прародителем современных мощных микропроцессоров, микросхем, которые являются "сердцами" окружающих нас компьютеров и другой электронной техники. Этот "клубок" из германия и других электронных компонентов был создан инженером компании Texas Instruments Джеком Килби (Jack Kilby), который и получил за это Нобелевскую премию, несмотря на то, что идея принадлежала не ему.

Очень похоже на то, что технология OLED, основанная на использовании органических светоизлучающих диодов, экраны и дисплеи на основе которой только в последнее время начинают появляться на потребительском рынке, в ближайшем времени будет заменена на новую, недавно разработанную технологию OLET. В отличие от технологии OLED, в основе которой лежат самые примитивные полупроводниковые элементы, диоды, основу технологии OLET составляют более сложные полупроводниковые структуры, транзисторы, имеющие два p-n перехода.

Возможность быстрого обнаружения и идентификации болезнетворных вирусов, бактерий и других микроорганизмов является ключевым моментом в различных областях, таких как диагностика заболеваний, противодействие бактериологической и биологической угрозе, и, даже в антитеррористической деятельности. Новое малогабаритное устройство, разработанное в Национальной лаборатории Лоуренса, предназначено для быстрого, мобильного выявления и идентификации вирусов и бактерий. С помощью нового датчика можно за 24 часа времени точно идентифицировать любой из трех тысяч вирусов или бактерий, данные о которых внесены в базу данных системы.

Билл Далли (Bill Dally), руководитель компании NVidia, курирующий область исследовательских работ и научных разработок, на страницах издания Forbes, заявил, что закон Гордона Мура перестал выполняться, и больше не применим к темпам роста и развития мира кремниевых центральных и графических процессоров. "Мы достигли предела того, чего можно достичь в разработке традиционных процессоров, реализующих идеологию последовательных вычислений. Каждые 18 месяцев вычислительная мощность процессоров перестала удваиваться, и это представляет собой серьезную проблему многим отраслям промышленности, которые в своей работе всегда полагались на исторически сложившийся темп роста вычислительных мощностей".

Если вы считаете, что хранение всей музыкальной коллекции в памяти вашего iPod, является верхом совершенства, то вы глубоко заблуждаетесь. Исследователи из Государственного университета Северной Каролины разработали новую технологию хранения информации, благодаря которой на одном единственном чипе может быть сохранена информация, объем которой равен объему всей информации, содержащейся в крупной библиотеке. Технология нового чипа основана на использовании научного открытия в области использования наноточечных магнитов (nanodots, нанодотов), и, по словам ученых, представляет собой очередной прорыв в области долговременного энергонезависимого хранения информации.

Использование миниатюрных суперконденсаторов (конденсаторов большой емкости) в качестве замены аккумуляторных батарей может значительно повысить срок службы будущих мобильных телефонов, портативных компьютеров и другой электронной техники. Это, вероятно, станет возможным благодаря исследованиям, проведенным группой ученых из университета Дрексела (Drexel University) в Филадельфии, которые разработали новую технологию производства миниатюрных суперконденсаторов, используя методику микрообработки материалов, подобную которой используют для производства микрокристаллов полупроводниковых электронных приборов.

В настоящее время специализированные лаборатории-на-чипе (lab-on-chip) используются во многих областях, начиная от контроля и изучения химических реакций и заканчивая экспресс-анализом человеческой ДНК. В недалеком будущем такие чипы могут быть использованы и для поисков следов внеземной жизни на других планетах Солнечной системы. Первой ласточкой в этой области стал чип-лаборатория, разработанный группой ученых из Гарвардского университета во главе с профессором генетики Гари Райкуном (Gary Ruvkun). Этот чип, будучи установленным на марсоходе или другом автономном космическом аппарате смог бы помочь выполнить анализ инопланетной почвы и найти в ней микроскопические следы внеземных форм жизни.

Вес и размеры клетки бактерии или тканей живого организма имеют большое значение для проведения некоторых исследований в области биологии, микробиологии и медицины. И, ученые из Массачуссетского технологического института и Гарварда разработали новый метод, позволяющий определить вес каждой индивидуальной клетки с беспрецедентной точностью. Используя новый датчик, чувствительность которого достаточно высока, ученым удалось сделать запись изменения массы клетки в течение долгого времени. Эти данные помогут другим ученым более точно исследовать механизмы роста клеток и происходящие внутри живых клеток процессы.

Новый экспериментальный датчик движения, разработанный учеными Массачуссетского технологического института, использует в своей работе несколько простых физических принципов. Являясь одновременно трехкоординатным датчиком пространственного положения (гироскопом), движения и ускорения (акселерометром) этот датчик может стать заменой нескольким электромеханическим датчикам, используемым сейчас повсеместно в мобильных телефонах, контроллерах игровых приставок и т.п. Сердцем нового датчика является крошечная металлическая бусинка, вращающаяся под воздействием электрического поля внутри небольшого отверстия, просверленного прямо в печатной плате электронного устройства. Изменения траектории движения бусинки, фиксируемые миниатюрной камерой, зависят от скорости и ускорения движения, которое совершается электронным устройством, к примеру, мобильным телефоном. Измеряя изменение траектории, микропроцессор датчика рассчитывает указанные выше величины, характеризующие движение.

Увеличение скоростей передачи данных - это именно то к чему всегда стремились и будут стремиться разработчики электронных устройств и компьютерной техники, и, новая технология передачи данных по оптическому кабелю Light Peak, предназначенная для соединения различных электронных устройств, может, по мнению компании Intel, стать именно той технологией, которая придет на замену проводным электрическим интерфейсам передачи данных, в частности интерфейсу USB 3.0. В настоящее время опытные образцы приемо-передатчиков Light Peak уже могут обеспечить вдвое большую скорость обмена информацией, чем последний высокоскоростной стандарт USB 3.0. Скорость передачи Light Peak сейчас составляет порядка 10 гигабит в секунду, в дальнейшем планируется увеличение скорости передачи до 100 гигабит в секунду, что, к примеру, позволит передать объем информации, записанной на Blu-Ray диск, менее чем за 30 секунд.

Как и многое другое медицинское оборудование, рентгеновские аппараты являются достаточно громоздкими устройствами, требующими достаточно большого количества электроэнергии. Но, вполне естественно, что в некоторых случаях у медиков возникает потребность в использовании портативного рентгеновского аппарата для быстрой диагностики в местах стихийных бедствий и аварий, на полях сражений или просто на дому у пациента. Используя пироэлектрические кристаллы в качестве источника рентгеновского излучения, компании Radius Health удалось разработать портативный рентгеновский аппарат, умещающийся в дипломате, для функционирования которого вполне достаточно энергии, хранимой в аккумуляторной батарее от ноутбука.

В 1971 году профессор Леон Чуа, специализирующийся в области электротехники, впервые предложил теоретическую модель еще одного базового компонента электроники - мемристора. Гораздо позже, в 2008 году, в лабораториях компании Hewlett-Packard впервые были изготовлены действующие опытные образцы мемристоров. Продолжая исследования, ученые Hewlett-Packard доказали, что они уже сейчас могут создать электронные устройства, в которых мемристоры выступят на замену транзисторам, элементам, на базе которых создаются все современные микросхемы. Свойства мемристоров, позволяющие с помощью их одновременно обрабатывать и хранить данные, размещая их, при этом, в несколько слоев, создавая сложные трехмерные структуры, позволят увеличить вычислительную мощность и объемы памяти компьютеров к значениям, совершенно невообразимым даже в наше время. При этом, это может произойти в ближайшие несколько лет.

В настоящее время множество научных учреждений работают над проблемой создания принципиально новых типов полупроводников. И основным претендентом на основную роль в электронной промышленности является графен - материал, представляющий собой пленку кристалла углерода толщиной всего в один атом. Но, сам графен является полупроводниковым материалом, поэтому он хорош для создания полупроводниковых элементов микрочипов, таких как диоды и транзисторы. Ученые из Университета Южной Флориды (University of South Florida, USF) разработали новую технологию изготовления графеновых пленок со специально созданными дефектами, благодаря которым в структуре пленки были сформированы каналы, способные к передаче электрического тока во всех направлениях и вследствие этого представляющие собой своеобразные нанопроводники.

Ученые из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) разработали ряд миниатюрных датчиков, приводимых в действие пьезоэлектрическими наногенераторами. Эти наногенераторы состоят из тысяч нанопроводов, которые генерируют электроэнергию каждый раз, когда они подвергаются механической деформации. Использование таких источников электроэнергии позволяет приводить в действие различные малогабаритные электронные устройства и датчики без необходимости использования батареи или аккумулятора.