碳納米管“變身”超微型晶體管

科技日報北京12月27日電 (記者劉霞)來自中國、日本、俄羅斯和澳大利亞的科學家組成的國際研究小組在最新一期《科學》雜誌撰文指出,他們曆時5年,使用一種插入電子顯微鏡的獨特工具,製造出了一種超微型晶體管,其寬度僅為人類頭發絲寬度的1/25000。
在zai這zhe項xiang新xin研yan究jiu中zhong,科ke學xue家jia們men首shou先xian朝chao一yi個ge碳tan納na米mi管guan同tong時shi施shi加jia力li和he低di電dian壓ya,加jia熱re它ta直zhi到dao外wai層ceng管guan殼ke分fen離li,留liu下xia單dan層ceng納na米mi管guan,從cong而er製zhi造zao出chu這zhe種zhong微wei型xing晶jing體ti管guan。研yan究jiu人ren員yuan解jie釋shi稱cheng,熱re量liang和he應ying變bian改gai變bian了le納na米mi管guan的de“手性”,這意味著結合在一起形成納米管壁單原子層的碳原子被重新排列,結果讓碳納米管“變身”為晶體管。
用於開關和放大電子信號的晶體管是包括計算機在內的所有電子設備的基礎元件。蘋果公司表示,為未來蘋果手機供電的芯片包含150億(yi)個(ge)晶(jing)體(ti)管(guan)。幾(ji)十(shi)年(nian)來(lai),計(ji)算(suan)機(ji)行(xing)業(ye)一(yi)直(zhi)致(zhi)力(li)於(yu)開(kai)發(fa)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan),但(dan)將(jiang)晶(jing)體(ti)管(guan)小(xiao)型(xing)化(hua)到(dao)納(na)米(mi)級(ji)是(shi)現(xian)代(dai)半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)業(ye)和(he)納(na)米(mi)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)麵(mian)臨(lin)的(de)一(yi)大(da)挑(tiao)戰(zhan)。
研究人員表示,他們或許可以借助碳納米管製造出節能的納米晶體管,以超越由矽製成的微處理器,但控製單個碳納米管的“手性”(決定了碳原子的幾何結構和電子結構)仍然是一個巨大的挑戰。在最新研究中,他們通過加熱和機械應變改變了金屬納米管片段的局部“手性”,設計並製造了碳納米管分子內晶體管。
最新研究負責人、昆士蘭大學材料科學中心聯合主任德米特裏·戈爾伯格教授說:“我們證明,我們擁有操縱納米管分子特性來製造納米級電子器件的能力,為下一代先進計算設備所用微型晶體管的研製開辟了新途徑。”
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