威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员可能在二十多年内刚刚开启了纳米技术的最大发展,当然,它会影响你的智能手机。
那里的研究人员在最近的测试中发现,最新型号的碳纳米管晶体管的电流比传统的硅晶体管高1.9倍。纳米管晶体管的最大潜力可以比硅晶体管好五倍。
“碳纳米管晶体管性能的这一突破是在逻辑,高速通信和其他半导体电子技术中开发碳纳米管的关键进展,”首席研究员Michael Arnold博士在新闻稿中宣布。
等等,但碳纳米管是什么?简单地说,它们是完全由碳原子制成的圆柱体。它们具有所有已知材料的最高强度重量比,结合其柔性和弹簧状结构,使它们成为大多数计算机晶体管中使用的硅的令人垂涎的替代品。 1991年首次发现,小型结构包含一个冲头,其盎司盎司的强度比钢强117倍。
虽然他们在商业潜力方面进行了大量讨论,但美国宇航局的研究人员已经尝试使用碳纳米管来制造更轻的太空飞机,研究人员也报告了在军事和工业用途方面的潜力。其他研究表明,基于碳纳米管的屏幕比ITO(氧化铟锡)触摸屏的耐受性高近100倍。
2014年,IBM报告称他们正在开发可在2020年之前投入商用的CNT芯片。然而,领导IBM纳米管研究的Wilfried Haensch当时报告说该公司仍在努力弄清楚如何缩小氧化物没有电池泄漏的电池。
毫无疑问,碳纳米管晶体管在理论上比硅晶体管快得多,但直到最近,除去它们中的杂质也给研究人员带来了挑战。当碳纳米管生长时,只有三分之二发展成晶体管所需的半导体品种。阿诺德的实验室能够创造出近99.9%的管子是半导体的条件。
在过去几年中,碳纳米管技术的改进迅速发展,但是如何实际利用该技术的挑战依然存在。
“还有更多要弄清楚,”阿诺德说 逆 。 “我们现在制造的晶体管比硅晶体转换更具导电性,但接下来的步骤之一是使其成为更均匀的工艺。每个晶体管的沟道效率可能因晶体管而异。“
到目前为止,他们只测试了“逐英寸”的改进型晶体管,几乎不足以确定它们是否已准备好用于可能需要100个晶体管才能工作的CPU。
阿诺德说 逆 对于成熟的纳米管计算机而言,2020年可能是“非常激进的时间表”,但是在较小规模上使用该技术可能会产生更直接的影响。
由于纳米管非常灵活,因此它们也为可穿戴电子产品的未来提供了一种有前景的硅替代品。
“另一个非常有前景的应用是制造用于蜂窝通信和无线通信的超高速射频放大器,”Arnold说,他的实验室将重点关注在通信技术中使用碳纳米管。
碳纳米管晶体管可用于在较低功率或较高带宽下提供相同数量的带宽以获得相同的功率。