碳納米管晶體管是微處理器的未來嗎?
多年來,工程師一直試圖利用碳納米管的特性,以產生少量消耗能量的高性能電子。如果成功,這些碳納米管可能會導致無線通信,更長的電池壽命和設備的高速處理速度。
但是,挑戰阻礙了此類晶體管的發展。結果,他們的性能已被矽膠和砷化甲殼類組成的更有效的晶體管所拋在後面,這些晶體管已用於個人電子和計算機芯片。
現在,威斯康星大學麥迪遜分校的科學家首次開發了碳納米管晶體管,超過了性能高級矽晶體管。巨大的突破可能會永遠改變微處理器的產生方式。
碳的表現優於矽
碳納米管長期以來一直被認為是晶體管未來的有前途的材料。從理論上講,這些材料的執行速度應比矽晶體管快五倍。納米管的超小尺寸還可以使其迅速更改跨過它的當前標誌。
但是,工程師一直在努力分離純碳納米管。這很重要,因為雜質通常像銅線一樣起作用,並打斷半導體的特性,就像電子設備的短一樣。
在新研究中,威斯康星大學麥迪遜分校的研究人員使用聚合物選擇了半導體納米管。通過這樣做,他們實現了超高的半導體碳納米管的解決方案。
“我們已經確定了特定條件,您可以擺脫幾乎所有金屬納米管,其中我們的金屬納米管小於0.01%。”說邁克爾·阿諾德(Michael Arnold),大學的教授,研究的主要研究人員之一。
Arnold及其同事將其碳納米管晶體管與一個相同大小,洩漏電流和幾何形狀的矽晶體管進行了比較。最後,他們看到碳納米管晶體管的電流比大多數矽晶體管高1.9倍。
電子產品的未來?
阿諾德說,在過去的二十年中,該團隊的成就長期以來一直是納米技術的夢想。他說,這樣一個大的里程碑是將碳納米管用於高速通信,邏輯和其他電子技術的關鍵進步。
此外,碳納米管晶體管可能有一天可以取代矽晶體管,並提供計算機行業可以依靠的更大收益。研究人員說,這些晶體管對於無線通信技術尤其有希望,這些無線通信技術取決於大量流過小區域的電流。
同時,該團隊目前正在調整設備以匹配矽晶體管中的幾何形狀。他們通過威斯康星州校友研究基金會為新技術申請了專利。
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