تکامل تاریخی و وضعیت فعلی ترانزیستورهای نانولوله کربن
به تازگی ، تیمی به سرپرستی آکادمی پنگ لیانائو و پروفسور ژانگ ژیونگ از دانشگاه پکن در زمینه ترانزیستورهای نانولوله کربن 90 نانومتر پیشرفت چشمگیری داشته است.این دستاورد نشان می دهد که ترانزیستورهای نانولوله کربن بسیار یکپارچه نه تنها در 90 نانومتر و گره های فناوری بالاتر پتانسیل خوبی را نشان می دهند ، بلکه اثبات قابل توجهی از چشم انداز کاربرد نیمه هادی های مبتنی بر کربن را نیز ارائه می دهند.نکته قابل توجه این است که این تحقیق نه تنها بینش های عمیق نانولوله های کربن را در تحقیقات مدارهای یکپارچه مبتنی بر کربن نشان می دهد ، بلکه توسط مجله "Nature Electronics" نیز گزارش شده است ، و این باعث می شود که ورود یک تکنولوژیکی جدید باشد.عصر.
در سال 2005 با نگاهی به تاریخ ، اینتل در مقاله ای درباره احتمال نانولوله های کربن که از ترانزیستورهای N نوع N مبتنی بر سیلیکون پیشی می گیرند ، ابراز تردید کرد.با این حال ، با گذشت زمان ، قانون مور به تدریج منقضی می شود ، و یافتن جایگزین هایی برای مواد مبتنی بر سیلیکون به یک جهت مهم برای توسعه صنعت اطلاعات تبدیل شده است.اگرچه نانولوله های کربن به عنوان گزینه های بالقوه مورد توجه قرار می گیرند ، اما بسیاری از چالش ها در ساخت ترانزیستور در طی فرآیندهای سنتی دوپینگ باقی مانده است.
در سال 2007 ، تیم آکادمی پنگ لیانمو یک روش غیر دوپینگ انقلابی را برای تهیه دستگاه های نانولوله کربن CMOS پیشنهاد داد و ترانزیستورهای نانولوله کربن را با عملکرد بیش از ترانزیستورهای مبتنی بر سیلیکون در همان اندازه تولید کرد.ده سال بعد ، در سال 2017 ، این تیم تحقیقاتی را در مورد ترانزیستورهای تأثیر میدان نانولوله کربن با دروازه در گره 5 نانومتر فناوری در علم منتشر کرد و مزایای قابل توجهی از دستگاه را از نظر عملکرد ذاتی و شاخص های جامع مصرف انرژی نشان داد.
چشم انداز کاربرد مواد مبتنی بر کربن در بازار
سازمان تحقیقات بازار IDTechex خاطرنشان کرد: از آنجا که اندازه دستگاه های مبتنی بر سیلیکون نزدیک به محدودیت های فیزیکی است ، پردازش انعطاف پذیر مواد سیلیکون به تدریج با تنگناها روبرو می شود.در عین حال ، دستیابی به موفقیت در مواد مبتنی بر کربن گزینه های جدیدی را برای الکترونیک انعطاف پذیر ارائه می دهد.به طور خاص ، نانولوله های کربن (CNTs) و گرافن به دلیل خاصیت الکتریکی عالی ، انتقال نور و انعطاف پذیری به عنوان مواد ایده آل در زمینه الکترونیک انعطاف پذیر شناخته می شوند.
چشم انداز گسترده ای برای بازار مواد پیشرفته
مواد پیشرفته زمینه ای است که انواع مختلفی از مواد مانند نانولوله ها ، نانوالیاف ، گرافن ، سایر مواد دو بعدی ، نقاط کوانتومی ، متام مواد ، آئروژل ها ، مواد بیولوژیکی و غیره را پوشش می دهد. توسعه انفورماتیک مواد و روش های پردازش جدید مانند چاپ 3Dو تولید افزودنی انگیزه شدیدی برای پیشرفت علوم مواد فراهم می کند.خصوصیات اصلی این مواد شامل محافظ تداخل الکترومغناطیسی ، مدیریت حرارتی ، ردپای کربن کم (یا منفی) و خصوصیات نوری است که باعث تکامل فرایندهای تولید نیمه هادی و پیشرفته می شود.طبق پیش بینی IDTechex ، این مواد پیشرفته نقش مهمی در بازارهای نوظهور زیر دارند:
وسایل نقلیه برقی: پیش بینی می شود بازار وسایل نقلیه برقی در زمین ، دریا و هوا تا سال 2041 به 2.3 تریلیون دلار برسد.
دستگاه های پوشیدنی: انتظار می رود اندازه بازار تا سال 2025 به 138 میلیارد دلار برسد.
وسایل نقلیه خودمختار (ADA): پیش بینی می شود تا سال 2042 ، 25 ٪ از مایل وسیله نقلیه مسافر توسط وسایل نقلیه خودمختار تکمیل شود.
ضبط کربن ، استفاده و ذخیره سازی (CCU): تا سال 2040 ، ظرفیت ضبط کربن جهانی پیش بینی می شود به 1،265 میلیون تن برسد.
5G و صنعت 4.0: پیش بینی می شود بازار 5G تا سال 2032 به 1 تریلیون دلار برسد.
در نتیجه:
تحقیق و توسعه ترانزیستورهای نانولوله کربن نه تنها نشان دهنده پیشرفت عمده ای در فناوری نیمه هادی است ، بلکه چشم انداز توسعه گسترده علوم مواد را در آینده نیز ارائه می دهد.با ظهور بیشتر موارد تحقیق و کاربرد ، می توان انتظار داشت که استفاده از مواد مبتنی بر کربن در زمینه های مختلف به یک عامل اصلی در ارتقاء نوآوری تکنولوژیکی و تغییر صنعتی تبدیل شود.