ნახშირბადის ნანოტუბის ტრანზისტორების ისტორიული ევოლუცია და ამჟამინდელი მდგომარეობა
ახლახან, გუნდმა, რომელსაც ხელმძღვანელობდა აკადემიკოსი პენგ ლიანმაო და პეკინგის უნივერსიტეტის პროფესორი ჟანგ ჟიიონგი, მნიშვნელოვან პროგრესს მიაღწია 90-ნანომეტრის ნახშირბადის ნანოტუბის ტრანზისტორების სფეროში.ეს მიღწევა მიუთითებს იმაზე, რომ ნახშირბადის ნანოტუბის უაღრესად ინტეგრირებული ტრანზისტორები არა მხოლოდ დიდ პოტენციალს აჩვენებენ 90 ნანომეტრზე და უფრო მაღალ ტექნოლოგიურ კვანძებზე, არამედ იძლევა ნახშირბადის დაფუძნებული ნახევარგამტარების განაცხადის პერსპექტივების მნიშვნელოვან მტკიცებულებას.კიდევ უფრო აღსანიშნავია ის, რომ ეს კვლევა არა მხოლოდ ცხადყოფს ნახშირბადის ნანოტუბების ღრმა შეხედულებებს ყველა ნახშირბადზე დაფუძნებული ინტეგრირებული სქემების კვლევაში, მაგრამ ასევე გამოცხადდა ჟურნალი "Nature Electronics".ერა.
2005 წელს ისტორიის გადახედვისას, Intel- მა გამოთქვა ეჭვები ნახშირბადის ნანოტუბების შესაძლებლობის შესახებ, რომელიც აჭარბებს სილიკონის დაფუძნებულ N- ტიპის ტრანზისტორებს.ამასთან, რაც დრო გადის, მურის კანონი თანდათან იწურება და სილიკონის დაფუძნებული მასალების შემცვლელების პოვნა მნიშვნელოვანი მიმართულება გახდა საინფორმაციო ინდუსტრიის განვითარებისათვის.მიუხედავად იმისა, რომ ნახშირბადის ნანოტუბები განიხილება, როგორც პოტენციური ალტერნატივები, მრავალი გამოწვევა რჩება ტრანზისტორების მიღებაში ტრადიციული დოპინგის პროცესების დროს.
2007 წელს, აკადემიკოსმა პენგ ლიანმაოს გუნდმა შემოგვთავაზა რევოლუციური არასამთავრობო დოპინგის მეთოდი ნახშირბადის ნანოტუბის CMOS მოწყობილობების მოსამზადებლად და წარმატებით წარმოქმნა ნახშირბადის ნანოტუბის ტრანზისტორები, რომელთა შესრულებაც აღემატება იმავე ზომის სილიკონის დაფუძნებულ ტრანზისტორებს.ათი წლის შემდეგ, 2017 წელს, გუნდმა გამოაქვეყნა კვლევა საუკეთესო კარიბჭის ნახშირბადის ნანოტუბის საველე ეფექტის ტრანზისტორებზე 5-ნანომეტრის ტექნოლოგიის კვანძში მეცნიერებაში, რაც აჩვენებს მოწყობილობის მნიშვნელოვან უპირატესობებს შინაგანი შესრულებისა და ენერგიის მოხმარების ყოვლისმომცველი ინდიკატორების თვალსაზრისით.
ნახშირბადის დაფუძნებული მასალების განაცხადის პერსპექტივები ბაზარზე
ბაზრის კვლევის ორგანიზაციამ IDTechex აღნიშნა, რომ რადგან სილიკონის დაფუძნებული მოწყობილობების ზომა ფიზიკურ ზღვრებთან ახლოს მცირდება, სილიკონის მასალების მოქნილი დამუშავება თანდათანობით ხვდება.ამავდროულად, ნახშირბადის დაფუძნებულ მასალებში მიღწევები უზრუნველყოფს მოქნილი ელექტრონიკის ახალ ვარიანტებს.კერძოდ, ნახშირბადის ნანოტუბები (CNTs) და გრაფენი აღიარებულია, როგორც იდეალური მასალები მოქნილი ელექტრონიკის სფეროში, მათი შესანიშნავი ელექტრული თვისებების, მსუბუქი გადაცემის და გამტარიანობის გამო.
ფართო პერსპექტივები მოწინავე მასალების ბაზარზე
მოწინავე მასალები არის სფერო, რომელიც მოიცავს მრავალფეროვან მასალებს, მაგალითად, ნანოტუბები, ნანოფიბერები, გრაფენი, სხვა ორგანზომილებიანი მასალები, კვანტური წერტილები, მეტამონაცემები, აეროგელები, ბიომასალები და ა.შ. მასალების ინფორმატიკის შემუშავება და დამუშავების ახალი მეთოდები, როგორიცაა 3D ბეჭდვადა დანამატის წარმოება უზრუნველყოფს ძლიერ იმპულსს მასალების მეცნიერების წინსვლისთვის.ამ მასალების ძირითადი თვისებები მოიცავს ელექტრომაგნიტური ჩარევის დაცვას, თერმული მენეჯმენტს, დაბალი (ან უარყოფითი) ნახშირბადის ნაკვალევს და ოპტოელექტრონულ თვისებებს, რაც გამოიწვევს ნახევარგამტარული და მოწინავე შეფუთვის წარმოების პროცესების ევოლუციას.Idtechex– ის პროგნოზის თანახმად, ეს მოწინავე მასალები მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს შემდეგ განვითარებად ბაზრებზე:
ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებები: მიწაზე, ზღვაზე და ჰაერზე ელექტრული სატრანსპორტო საშუალებების ბაზარი 2041 წლისთვის, სავარაუდოდ, 2.3 ტრილიონ დოლარს მიაღწევს.
აცვიათ მოწყობილობები: სავარაუდოდ, ბაზრის ზომა 2025 წლისთვის 138 მილიარდ აშშ დოლარს მიაღწევს.
ავტონომიური მანქანები (ADAS): მოსალოდნელია, რომ 2042 წლისთვის სამგზავრო მანქანების მილის 25% დასრულდება ავტონომიური მანქანებით.
ნახშირბადის დაჭერა, გამოყენება და შენახვა (CCUS): 2040 წლისთვის, ნახშირბადის აღების გლობალური მოცულობა, სავარაუდოდ, 1,265 მილიონ ტონას მიაღწევს.
5G და ინდუსტრია 4.0: სავარაუდოდ, 5G ბაზარი 2032 წლისთვის 1 ტრილიონ დოლარს მიაღწევს.
საბოლოოდ:
ნახშირბადის ნანოტუბის ტრანზისტორების კვლევა და განვითარება არამარტო წარმოადგენს ნახევარგამტარული ტექნოლოგიის მნიშვნელოვან მიღწევას, არამედ მომავალში მასალების მეცნიერების ფართო განვითარების პერსპექტივებს ახდენს.რაც უფრო მეტი კვლევისა და განაცხადის შემთხვევები ჩნდება, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ, რომ ნახშირბადის დაფუძნებული მასალების გამოყენება მრავალ სფეროში გახდება ძირითადი ფაქტორი ტექნოლოგიური ინოვაციისა და სამრეწველო ცვლილებების განვითარების საქმეში.