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“硅谷”将名不副实?碳纳米管芯片问世 未来或

美国威斯康星大年夜学麦迪逊分校的材料科学家迈克尔·阿诺德说:“这篇论文给我留下了深刻印象的一大年夜特征是,电路设计精美。”

由逾1.4万个碳纳米管晶体管组成的微处置惩罚器履行了一个简单的法度榜样,即编写消息“你好,天下!”

新制造的碳纳米管微处置惩罚器尚未筹备好取代硅芯片以成为今世电子技巧的支柱。碳纳米管晶体管的直径大年夜约为1微米,而今朝硅晶体管的直径仅为几十纳米。这个样品中的每个碳纳米管晶体管每秒能开关大年夜约100万次,而硅晶体管每秒能开关数十亿次。这使得这些碳纳米管晶体管与上世纪80年代临盆的硅晶体管差不多。

阿诺德说,缩小碳纳米管晶体管的尺寸将有助于电流在较小的阻力下经由过程晶体管,从而使晶体管能够更快地开关。将纳米管平行排列,而不是应用随机定向网格,也可以增添经由过程晶体管的电流,从而前进处置惩罚速率。

因为碳纳米管险些只有原子那么厚,而且可以很好地传输电流,它们能制造出比硅更好的半导体。舒莱克说,大年夜体上,碳纳米管处置惩罚器的运行速率能比硅处置惩罚器快两倍,而功耗只有硅处置惩罚器的三分之一阁下。但迄今碳纳米管被证实太难摆弄,无法构建繁杂的谋略系统。

一个问题是,当把一个碳纳米管收集放到谋略机芯片上时,碳纳米管每每凑集成块,让晶体管无法事情。舒莱克说,这“就像试图用砖建造一处庭院,而庭院中心有一块大年夜石头”。他的团队办理了这个问题,他们把纳米管铺在芯片上,然后使用振动把多余的成捆纳米管轻轻地从纳米管层抖落。

钻研小组面临的另一个问题是,每一批具有半导体性子的碳纳米管都含有约0.01%的金属型碳纳米管。因为金属型碳纳米管无法在导电和绝缘之间正常翻转,这些碳纳米管可能把晶体管的读数弄乱。

为探求变通法子,舒莱克及其同事阐发了金属型碳纳米管对不合晶体管设置设置设备摆设摆设的影响程度。钻研职员发明,出缺陷的纳米管对某些晶体管设置设置设备摆设摆设的功能影响更大年夜——就像一个缺掉的字母会让某些单词难以辨认,但可以让另一些单词基础可读。是以,舒莱克及其同事精心设计了微处置惩罚器的电路,以避免最轻易被金属型纳米管故障弄混的晶体管设置设置设备摆设摆设。

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