矽半導體的完美替代品?中國碳納米管新研究登上《自然》子刊

2020-12-05 前瞻網

矽半導體的完美替代品？中國碳納米管新研究登上《自然》子刊

 黃琨 • 2019-12-19 15:56:19　來源：前瞻網　E1790G0

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電子工程領域一直有一種說法，到2020年底，矽互補金屬氧化物半導體(CMOS)的應用將開始迅速減少。問題在於，現實難以佐證這種說法，到目前為止，還沒有一種替代材料既能有效地維持新設備的計算能力，又具備良好的能源效率。

當然，在過去幾年中，全球科學家們也為這件事做了不少準備，至少有幾種可能可以替代CMOS器件的產品已經提出。其中最有潛力的當屬基於碳納米管(CNT)的電子器件。

最新的研究成果來自國內，由北京大學和湘潭大學共同進行的研究討論了納米管的CMOS場效應電晶體的發展，同時也論證了碳納米管的優勢。

相關論文《碳納米管數字電子學》(Carbon nanotube digital electronics)剛剛發布在《自然》子刊《自然-電子學》上。

論文概述稱：「現在已有多種方法可以製備適用於集成電路的高純度半導體碳納米管，也證明了5納米管電晶體具有優於矽CMOS的性能……我們研究了以納米管為基礎的CMOS場效應電晶體的發展，以及可用於製造集成電路的不同納米管材料系統。」

實際上，業界關於碳納米管的研究早在進行，像結構和電子性質之類的特性已經摸索除了很多，新研究主要集中在單個碳納米管的具體參數上。

「碳納米管是一種理想的電子材料，它可以解決其他半導體根本無法解決的問題，尤其是當其尺寸小於10納米時，」研究人員表示，「在這項工作中，我們證明了基於碳納米管的電子技術有潛力在極大超越矽技術(實驗證明有十倍以上的優勢)，而且大規模集成電路可以用碳納米管來構建。」

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