碳纳米管晶体管是微处理器的未来吗?
多年来,工程师一直试图利用碳纳米管的特性,以产生少量消耗能量的高性能电子。如果成功,这些碳纳米管可能会导致无线通信,更长的电池寿命和设备的高速处理速度。
但是,挑战阻碍了此类晶体管的发展。结果,他们的性能已被硅胶和砷化甲壳类组成的更有效的晶体管所抛在后面,这些晶体管已用于个人电子和计算机芯片。
现在,威斯康星大学麦迪逊分校的科学家首次开发了碳纳米管晶体管,超过了性能高级硅晶体管。巨大的突破可能会永远改变微处理器的产生方式。
碳的表现优于硅
碳纳米管长期以来一直被认为是晶体管未来的有前途的材料。从理论上讲,这些材料的执行速度应比硅晶体管快五倍。纳米管的超小尺寸还可以使其迅速更改跨过它的当前标志。
但是,工程师一直在努力分离纯碳纳米管。这很重要,因为杂质通常像铜线一样起作用,并打断半导体的特性,就像电子设备的短一样。
在新研究中,威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员使用聚合物选择了半导体纳米管。通过这样做,他们实现了超高的半导体碳纳米管的解决方案。
“我们已经确定了特定条件,您可以摆脱几乎所有金属纳米管,其中我们的金属纳米管小于0.01%。”说迈克尔·阿诺德(Michael Arnold),大学的教授,研究的主要研究人员之一。
Arnold及其同事将其碳纳米管晶体管与一个相同大小,泄漏电流和几何形状的硅晶体管进行了比较。最后,他们看到碳纳米管晶体管的电流比大多数硅晶体管高1.9倍。
电子产品的未来?
阿诺德说,在过去的二十年中,该团队的成就长期以来一直是纳米技术的梦想。他说,这样一个大的里程碑是将碳纳米管用于高速通信,逻辑和其他电子技术的关键进步。
此外,碳纳米管晶体管可能有一天可以取代硅晶体管,并提供计算机行业可以依靠的更大收益。研究人员说,这些晶体管对于无线通信技术尤其有希望,这些无线通信技术取决于大量流过小区域的电流。
同时,该团队目前正在调整设备以匹配硅晶体管中的几何形状。他们通过威斯康星州校友研究基金会为新技术申请了专利。
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