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碳纳米晶体管在性能上首次超越硅晶体管

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供稿:中国工控网 2016/9/6 11:36:27

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  据美国威斯康星大学麦迪逊分校官网近日报道,该校材料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。

  碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电材料之一,因而被认为是最有前景的下一代晶体管材料。碳纳米管的超小空间使得它能够快速改变流经它的电流方向,因此能达到5倍于硅晶体管的速度或能耗只有硅晶体管的1/5。由于一些关键技术挑战无法攻克,碳纳米晶体管的性能表现远远落后于硅晶体管和砷化镓晶体管,无法在计算机芯片和个人电子产品中得到运用。

  而最新的碳纳米晶体管获得的电流是硅晶体管的1.9倍,性能首次超越目前技术水平最高的硅晶体管。材料工程学教授迈克·阿诺德和帕德玛·高帕兰领导的研究团队在《科学进展》上发表的最新研究论文介绍。

  碳纳米管内往往会混杂一些金属纳米管,这些金属纳米管会造成电子装置短路,从而破坏碳纳米管的导电性能。而研究团队利用聚合物获得了去除金属纳米管的独有条件,最终将金属纳米管的含量降到0.01%以下,几乎是超高纯度的碳纳米管。

  研究团队还研发出一种溶解方法,成功移除碳纳米管制造过程中产生的残渣。阿诺德表示:“我们的研究同时克服了碳纳米管面临的多重障碍,最终获得了性能首超硅晶体管的1英寸碳纳米晶体管。碳纳米管的许多设想仍有待实现,但我们终于在二十年后实现了赶超。”

审核编辑(郑益文)
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新闻来源: 科技日报

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