Historický vývoj a současná situace tranzistorů uhlíkových nanotrubic
Nedávno tým vedený akademikem Peng Lianmao a profesorem Zhang Zhiyong z Peking University dosáhl významného pokroku v oblasti 90 nanometrových tranzistorů uhlíkových nanotrubic.Tento úspěch ukazuje, že vysoce integrované tranzistory uhlíkových nanotrubic nejen vykazují velký potenciál u 90 nanometrů a uzlů vyšších technologií, ale také poskytují podstatný důkaz o aplikačních vyhlídkách na polovodiči založené na uhlíku.Ještě pozoruhodnější je, že tento výzkum nejen demonstruje hluboké poznatky uhlíkových nanotrubic ve výzkumu integrovaných obvodů založených na všech uhlíkových uhlících, ale také hlásil časopis „Nature Electronics“, což ohlašuje příchod nové technologické technologieéra.
Při pohledu zpět na historii v roce 2005 společnost Intel vyjádřila pochybnosti o možnosti uhlíkových nanotrubic překonat tranzistory typu N křemíku.Postupem času však Mooreův zákon postupně vyprší a nalezení náhrad na materiály na bázi křemíku se stalo důležitým směrem pro rozvoj informačního průmyslu.Přestože jsou uhlíkové nanotrubice považovány za potenciální alternativy, mnoho výzev zůstává při výrobě tranzistorů během tradičních dopingových procesů.
V roce 2007 tým akademik Peng Lianmao navrhl revoluční metodu nedopingu k přípravě zařízení CMOS nanotrubic a úspěšně produkoval tranzistory uhlíkových nanotrubic s výkonem přesahujícím výkon tranzistorů na bázi křemíku stejné velikosti.O deset let později, v roce 2017, tým publikoval výzkum tranzistorů na terénní efektivní uzel na 5-nanometru ve vědě v polních efektech nanotrubice Top Gate, což prokazuje významné výhody zařízení z hlediska vnitřního výkonu a komplexního ukazatele spotřeby energie.
Vyhlídky na uhlíky na trhu
Organizace průzkumu trhu IdtechEx poukázala na to, že jak se velikost křemíkových zařízení zmenšuje blízké fyzické limity, flexibilní zpracování křemíkových materiálů se postupně setkává s úzkými míchami.Zároveň průlomy v uhlíkových materiálech poskytují nové možnosti pro flexibilní elektroniku.Zejména uhlíkové nanotrubice (CNT) a grafen jsou považovány za ideální materiály v oblasti flexibilní elektroniky kvůli jejich vynikajícím elektrickým vlastnostem, propustnosti světla a tažnosti.
Široké vyhlídky na trh s pokročilými materiály
Pokročilé materiály je pole, které pokrývá různé materiály, jako jsou nanotrubice, nanovláken, grafen, další dvourozměrné materiály, kvantové tečky, metamateriály, aerogely, biomateriály atd. Vývoj informatiky materiálů a nové metody zpracování, jako je 3D tisk, jako je 3D tiska aditivní výroba poskytuje silný impuls pro rozvoj vědy o materiálech.Mezi klíčové vlastnosti těchto materiálů patří elektromagnetické interferenční stínění, tepelné řízení, nízkou (nebo negativní) uhlíkovou stopu a optoelektronické vlastnosti, které povedou k vývoji polovodičových a pokročilých výrobních procesů.Podle prognózy IdTechexu budou tyto pokročilé materiály hrát důležitou roli na následujících rozvíjejících se trzích:
Elektrická vozidla: Očekává se, že trh s elektrickými vozidly na pozemcích, moři a vzduchu dosáhne do roku 2041 2,3 bilionu dolarů.
Nositelná zařízení: Očekává se, že velikost trhu dosáhne do roku 2025 138 miliard USD.
Autonomní vozidla (ADAS): Očekává se, že do roku 2042 bude autonomní vozidla dokončena 25% kilometrů osobního vozidla.
Zachycení, využití a skladování uhlíku (CCU): Do roku 2040 se očekává, že kapacita globálního zachycení uhlíku dosáhne 1 265 milionů tun.
5G a průmysl 4.0: Očekává se, že trh 5G dosáhne do roku 2032 1 bilionu dolarů.
na závěr:
Výzkum a vývoj tranzistorů uhlíkových nanotrubic představuje nejen hlavní průlom v polovodičové technologii, ale také v budoucnu ohlašuje široké vyhlídky na vývoj materiálů.Jakmile se objeví více případů výzkumu a aplikací, můžeme očekávat, že aplikace materiálů založených na uhlíku ve více oborech se stane klíčovým faktorem pro podporu technologických inovací a průmyslových změn.