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碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管

來源:    日期:2017-3-14    瀏覽次數576
導讀:據美國威斯康星大學麥迪遜分校近日報道,該校材料學家成功研制的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展的重大里程碑,將引領碳納米管在邏輯電路、高速無線通訊和其他半導體電子器件等技術領域大展宏圖。
 
  碳納米管管壁只有一個原子厚,是最好的導電材料之一,因而被認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它的電流方向,因此能達到5倍于硅晶體管的速度或能耗只有硅晶體管的1/5。由于一些關鍵技術挑戰無法攻克,碳納米晶體管的性能表現遠遠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水平最高的硅晶體管。材料工程學教授邁克·阿諾德和帕德瑪·高帕蘭領導的研究團隊在《科學進展》上發表的最新研究論文介紹。
 
  碳納米管內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電性能。而研究團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。
 
  研究團隊還研發出一種溶解方法,成功移除碳納米管制造過程中產生的殘渣。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。碳納米管的許多設想仍有待實現,但我們終于在二十年后實現了趕超。”

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