碳納米晶體管

【碳納米概念股】碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管 美國(guó)研究人員6日宣布，他們成功制備出一種碳納米晶體管，其性能首次超越現(xiàn)有硅晶體管，有望為碳納米晶體管將來(lái)取代硅晶體管鋪平道路。

硅是目前主流半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于各種電子元件。但受限于硅的自身性質(zhì)，傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)被認(rèn)為已經(jīng)趨近極限。碳納米管具有硅的半導(dǎo)體性質(zhì)，科學(xué)界希望利用它來(lái)制造速度更快、能耗更低的下一代電子元件，使智能手機(jī)和筆記本電腦等設(shè)備的電池壽命更長(zhǎng)、無(wú)線通信速率和計(jì)算速度更快。

A股上市公司中：

楚江新材(17.74 +1.37%,買入)：旗下頂立科技在碳納米管領(lǐng)域儲(chǔ)備了充足的技術(shù)、產(chǎn)品和裝備優(yōu)勢(shì)，目前正切入鋰電池材料行業(yè)。

新綸科技(19.04 +0.63%,買入)：投建了超薄高導(dǎo)熱石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜散熱材料提升專項(xiàng)項(xiàng)目。

拓邦股份(14.08 +0.36%,買入)：參股公司德方納米致力于納米材料制備技術(shù)開發(fā)直至產(chǎn)業(yè)化。

近日，美國(guó)研究人員成功制備出一種碳納米晶體管，其性能首次超越現(xiàn)有硅晶體管，有望為碳納米晶體管將來(lái)取代硅晶體管鋪平道路。

硅是目前主流半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于各種電子元件。但受限于硅的自身性質(zhì)，傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)被認(rèn)為已經(jīng)趨近極限。碳納米管具有硅的半導(dǎo)體性質(zhì)，科學(xué)界希望利用它來(lái)制造速度更快、能耗更低的下一代電子元件，使智能手機(jī)和筆記本電腦等設(shè)備的電池壽命更長(zhǎng)、無(wú)線通信速率和計(jì)算速度更快。

但長(zhǎng)期以來(lái)，碳納米管用作晶體管面臨一系列挑戰(zhàn)，其性能一直落后于硅晶體管和砷化鎵晶體管。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校研究人員在新一期美國(guó)《科學(xué)進(jìn)展》雜志上介紹了他們克服的多重困難。

首先是提純問題。碳納米管內(nèi)往往混雜一些金屬納米管，容易造成類似電子設(shè)備中的短路效應(yīng)，干擾碳納米管的半導(dǎo)體性能。但研究人員發(fā)明出一種高分子聚合物提純技術(shù)，成功把碳納米管中的金屬納米管含量降低至0.01%以下。

第二個(gè)挑戰(zhàn)是碳納米管的陣列控制極其困難。要獲得性能良好的晶體管，必須按適當(dāng)?shù)捻樞蚪M合碳納米管，使它們之間保持恰當(dāng)?shù)木嚯x。為此，研究人員開發(fā)出一種叫“浮動(dòng)蒸發(fā)自組裝”的技術(shù)，解決了這一難題。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是碳納米管必須與晶體管的金屬電極保持良好的電接觸。研究人員在提純過程中使用的聚合物在碳納米管與金屬電極之間形成了絕緣層，為此他們把碳納米管放入真空容器中“烘烤”去除絕緣層，并通過熔解的方法去掉殘留雜質(zhì)，從而保證了良好的電接觸。

最終，研究人員獲得的碳納米晶體管的電流承載能力是硅晶體管的1.9倍，并在此基礎(chǔ)上成功研制出2.54厘米見方的晶片。下一步，他們將努力把這一工藝擴(kuò)展至商業(yè)生產(chǎn)水平。

研究負(fù)責(zé)人之一邁克爾·阿諾德教授在一份聲明中說(shuō)，這是一個(gè)“重大里程碑”，是推動(dòng)碳納米管在高速通信以及其他半導(dǎo)體電子技術(shù)方面應(yīng)用的關(guān)鍵一步，有助于繼續(xù)推進(jìn)計(jì)算機(jī)行業(yè)有關(guān)性能的高速發(fā)展，尤其是在無(wú)線通信技術(shù)方面。