摩尔定律还能延续?碳纳米晶体管性能已超硅晶体管
作者:亚博app手机版 发布时间:2022-04-22 01:40
本文摘要:如今半导体圈最棘手的事要数摩尔定律将要落幕,研究人员被迫找寻硅材料的替代者来提高半导体的性能,而碳纳米管就被指出是最有可能代替硅的材料之一。 近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校早已在这一材料的研发上获得了跨越式的突破,该校的材料学家顺利研制了1英寸大小碳纳米晶体管,并且首次在性能上同时打破了硅晶体管和砷化镓晶体管。 顾名思义,碳纳米晶体管是由碳纳米管作为闸极导电材料制作而出的晶体管,其管壁只有一个原子薄,这种材料不仅导电性能好,而且体积能做比现在的硅晶体管小100倍。

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如今半导体圈最棘手的事要数摩尔定律将要落幕,研究人员被迫找寻硅材料的替代者来提高半导体的性能,而碳纳米管就被指出是最有可能代替硅的材料之一。  近日,美国威斯康星大学麦迪逊分校早已在这一材料的研发上获得了跨越式的突破,该校的材料学家顺利研制了1英寸大小碳纳米晶体管,并且首次在性能上同时打破了硅晶体管和砷化镓晶体管。  顾名思义,碳纳米晶体管是由碳纳米管作为闸极导电材料制作而出的晶体管,其管壁只有一个原子薄,这种材料不仅导电性能好,而且体积能做比现在的硅晶体管小100倍。另外,碳纳米晶体管的超小空间使得它需要较慢转变流经它的电流方向,因此能超过5倍于硅晶体管的速度或能耗只有硅晶体管的1/5。

  不过因为技术的瓶颈,过去很长一段时间研究人员都未能研制出性能高于硅晶体管和砷化镓晶体管的碳纳米晶体管,更加不必奢望其应用于在各类电子设备中。  据理解,按照传统的作法,碳纳米管内一般来说不会夹杂一些金属纳米管,但是这些金属纳米管不会导致电子装置短路,从而毁坏碳纳米管的导电性能。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员这次另辟蹊径,他们利用聚合物代替了完全所有的金属纳米管,将金属纳米管的含量降至0.01%以下,这样的作法大大提高了导电性能。

  除此之外,该研究团队还在工艺上作出了提高,他们研发出有的沉淀方法顺利去除碳纳米管生产过程中产生的残渣。  威斯康星大学麦迪逊分校材料工程学教授迈克阿诺德回应:我们的研究同时解决了碳纳米管面对的多重障碍,最后取得了性能首超强硅晶体管的1英寸碳纳米晶体管。碳纳米管的许多设想仍尚待构建,但我们再一在二十年后构建了领先于。

  那么问题来了,石墨烯和碳纳米管谁不会沦为下一代半导体材料?。


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