據(jù)美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校近日報道，該校材料學(xué)家成功研制的1英寸大小碳納米晶體管，首次在性能上超越硅晶體管和砷化鎵晶體管。這一突破是碳納米管發(fā)展的重大里程碑，將引領(lǐng)碳納米管在邏輯電路、高速無線通訊和其他半導(dǎo)體電子器件等技術(shù)領(lǐng)域大展宏圖。
碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管
碳納米管管壁只有一個原子厚，是最好的導(dǎo)電材料之一，因而被認(rèn)為是最有前景的下一代晶體管材料。碳納米管的超小空間使得它能夠快速改變流經(jīng)它的電流方向，因此能達(dá)到5倍于硅晶體管的速度或能耗只有硅晶體管的1/5。由于一些關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)無法攻克，碳納米晶體管的性能表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于硅晶體管和砷化鎵晶體管，無法在計算機芯片和個人電子產(chǎn)品中得到運用。
而最新的碳納米晶體管獲得的電流是硅晶體管的1.9倍，性能首次超越目前技術(shù)水平最高的硅晶體管。材料工程學(xué)教授邁克·阿諾德和帕德瑪·高帕蘭領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的最新研究論文介紹。
碳納米管內(nèi)往往會混雜一些金屬納米管，這些金屬納米管會造成電子裝置短路，從而破壞碳納米管的導(dǎo)電性能。而研究團(tuán)隊利用聚合物獲得了去除金屬納米管的獨有條件，最終將金屬納米管的含量降到0.01%以下，幾乎是超高純度的碳納米管。
研究團(tuán)隊還研發(fā)出一種溶解方法，成功移除碳納米管制造過程中產(chǎn)生的殘渣。阿諾德表示：“我們的研究同時克服了碳納米管面臨的多重障礙，最終獲得了性能首超硅晶體管的1英寸碳納米晶體管。碳納米管的許多設(shè)想仍有待實現(xiàn)，但我們終于在二十年后實現(xiàn)了趕超。”
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