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管状石墨烯碳纳米管能替代矽电晶体通道?:365体育官网
来源:365体育官网    发布时间:2020-10-25 13:19:01

【365体育官网】自从NEC研究人员饭岛澄男(Sumio Iijima )在1991年首度找到碳纳米管(CNT)后,这方面的研究仍然持续进展。他形容碳纳米管是时隔石墨熟、钻石以及富勒烯(fullerenes;巴克球 Buckyballs)之后碳的第四种形式。基本上,碳纳米管可视作中空管状的石墨烯原子薄层,并平稳保持1.2nm的直径。碳纳米管由于在室温下的电迁移率多达每秒100,000-cm2//V,比标准矽晶片每略为1,400-cm2//V的电迁入更慢70倍,因而完全立刻就能确认可用作代替矽电晶体中的地下通道。

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研究人员企图使用各种有所不同的方法在矽电晶体的源极与汲极上布置预先制作的碳纳米管,其次是在源近于与汲极顶部摆放晶种,使其以求在相同方位展开生长。从2002-2015年,全球各地的实验室持续各种尝试,但仍无法顺利摆放钢架的碳纳米管。美国乔治亚理工学院博士后研究员Wenzhuo Wu(左)与教授王中林教授(右)展出低透明、可倾斜与剪切、极轻且完全半透明的MoS2压电半导体,是一种可用作代替矽的神秘材料。

(来源:Rob Felt,Georgia Tech)碳纳米管更容易以机械方式生产,但失望的是有些是金属而非半导体——由于其偏光性——使其必需寻找一种方法,去除有可能造成电晶体再次发生故障的金属类型。目前早已顺利研发出有2种方法全球顶级体育平台了,一种是提早展开分类,另一种则是在产生高压脉冲后焚毁金属。

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史丹佛大学展出的3D晶片以标准过孔方式相连4层电路,最底层是标准CMOS,最上层是碳纳米管逻辑电晶体,中间2夹层是RRAM(来源:Stanford University,Mitra/Wong Lab)一旦这个问题解决问题了,还有最后一个问题是如何把他们移往在理想的方位,就像在矽晶基底上的地下通道一样。研究人员们最初只是随机放置,但效益并不大,直到2015年,IBM顺利公开发表一种在源近于与汲极摆放碳纳米管的自对准方法。图中表明具备一端键合触点的碳纳米管电晶体,其触点长度高于10nm(来源:IBM Research)击穿式电子显微镜(TEM)影像横截面表明具备一端键合触点的碳纳米管电晶体(来源:IBM Research)石墨烯研究人员从不曾退出期望——事实上,德州仪器(Texas Instruments)现在需要生长晶圆级石墨烯了;此外,根据Lux Research的资料,中国目前于是以主导全球石墨烯和纳米管了的生产。

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Lux Research分析师Zhun Ma认为:“中国碳纳米管供应商积累的现有生产能力早已需要符合2015年以前所预期的全球市场需求量了。”但在2016年,这一极大市场需求将多达中国所能供应的生产能力,因此,这是2016之所以不会是碳纳米管电晶体年的另一个理由。

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