@ 2016.09.07 , 21:07
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碳纳米管晶体管性能首次超越硅晶体管

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研究者们终于用碳纳米管造成性能更好的晶体管了。碳纳米管晶体管可以成为快速处理和无线传输的基材,它耗能更少,且电池寿命更长。

“这一成就是纳米技术过去20年来的梦想,”首席研究者,威斯康辛大学麦迪逊分校材料科学教授Michael Arnold说。这一里程碑式的突破将会改变高速通信和其他电子系统,他补充到。

不仅于此,碳纳米管晶体管有望代替硅晶体管,为计算机产业带来翻天覆地的变化。这一突破对移动技术尤为重要,因为它需要在更小的范围内产生更多的电流。

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威斯康辛大学麦迪逊分校Michael Arnold教授(右)

该突破提出了一个可能,即碳纳米管晶体管能不能替代现有的传统晶体管。

碳纳米管电阻的电流比硅晶体管高1.9倍,研究者们用外推法预测它们将比硅晶体管快5倍。然而,金属杂质会影响纳米管的半导体性能,目前的技术能力还很难生产出可以用在电子产品上的纯净纳米管。研究者们则设法造出了超高纯度半导体碳纳米管。

科学家们成功找出了可以将纯净纳米管从不纯净物中分离出来的特定条件,仅剩余0.01%的金属杂货。

纳米管的布局和排列也依旧是个难题。在2014年,威斯康辛大学麦迪逊分校的研究者们克服这一困难,他们发明了一种叫做「悬浮蒸汽自组装」的方法,从而可以控制这一过程。

在六边形结构中,碳原子之间被强有力地键连起来,碳纳米管可以产生一种叫做「电子离域」的现象,电荷可以在其中自由穿行。

之前用来分离纯净半导体纳米管的步骤也将纳米管从电导电极中隔离开来。这是因为碳纳米管集束很难形成高传导触头,这会导致电导率以及FETs开关电流比下降。

在21世纪,晶体管技术发展的重要性不是简单几句话就能说清的。研究团队正在让这一技术适应硅晶体管的几何结构。

Arnold和他的同事们将碳纳米管晶体管和同等大小、泄漏电流和几何结构的硅晶体管作比较。“我们觉得它配得上一个大新闻。”从长远来看,比如10年后,碳纳米管晶体管可能会在计算机行业中普遍使用。但是碳纳米管晶体管在分类、加工、排序和触头等方面的限制也带来了非理想特性,尤其当碳纳米管晶体管被紧密封装在并行阵列中时。所以碳纳米管晶体管离实际应用还有很长的路要走。

该研究已经发表在Science Advances上。

本文译自 crcconnection,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. 猫粮供应机
    @2 years ago
    3250596

    这不是iphone 88s上即将推出的新功能吗

  2. 麻将几句话
    @2 years ago
    3250602

    超频之后显卡直接变成灰

  3. 3250617

    可以命名为钻石cpu

  4. 只喝摩卡的狗
    @2 years ago
    3250621

    小米88广告词:
    小米核心芯片,源自44亿年前大碰撞

  5. Tedward
    @2 years ago
    3250631

    @edwin: 结构不一样

  6. 黄仁勋
    @2 years ago
    3250680

    同分异构体

  7. 米哦
    @2 years ago
    3250709

    上一次看到“离着实际运用还有很长一段路要走”,是30年前的论文上,很长的一段路,到底是多长的一段路。

  8. 昵称1
    @2 years ago
    3250811

    图2,教授应该是左边那位。

  9. 哈哈哈哈
    @2 years ago
    3250895

    看看这玩意和石墨烯哪个先产品化吧。

  10. 3250899

    温度高了会不会烧没了

  11. Brahmagupta
    @2 years ago
    3250972

    量产,工艺,缺陷态多,都是大问题。。

  12. 天扬羽
    @2 years ago
    3251015

    @麻将几句话: 变成钻石也有可能

  13. 赢政天下
    @2 years ago
    3251029

    科技改变世界

  14. 3251273

    意思是以后的智能机器人都是碳基的了。人类就是碳基的啊。

  15. 3251297

    @Brahmagupta: 但凡跟这行沾点边没人会当真的

  16. Brahmagupta
    @2 years ago
    3251420

    @madao: 搞材料的和搞凝聚态物理的都想来和搞器件的抢饭碗。。

  17. 3251498

    @Yu: 细思恐极

  18. 普利奈尔
    @2 years ago
    3251707

    硅谷传奇第二部:碳纳米管的威胁。

  19. 粉红色的豹子
    @2 years ago
    3251847

    文章每个字都认识,串起来看不懂……周五早上的挫败感……

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