Evolución histórica e situación actual dos transistores de nanotubos de carbono
Recentemente, un equipo dirixido polo académico Peng Lianmao e o profesor Zhang Zhiyong da Universidade de Pekín avanzou significativamente no campo dos transistores de nanotubos de carbono de 90 nanómetro.Este logro indica que os transistores de nanotubos de carbono altamente integrados non só mostran un gran potencial en 90 nodas de nanómetro e tecnoloxía superior, senón que tamén proporcionan unha proba substancial das perspectivas de aplicación de semiconductores a base de carbono.O que é aínda máis salientable é que esta investigación non só demostra as profundas ideas de nanotubos de carbono na investigación de circuítos integrados baseados en carbono, senón que tamén foi informado pola revista "Nature Electronics", que anunciaba a chegada dunha nova tecnolóxicaera.
Mirando cara atrás á historia, en 2005, Intel expresou dúbidas nun artigo sobre a posibilidade de que os nanotubos de carbono superasen os transistores de tipo N a base de silicio.Non obstante, co paso do tempo, a lei de Moore caduca gradualmente e atopar substitutos de materiais a base de silicio converteuse nunha dirección importante para o desenvolvemento da industria da información.Aínda que os nanotubos de carbono son vistos como alternativas potenciais, moitos retos seguen a facer transistores durante os procesos tradicionais de dopaxe.
En 2007, o equipo do académico Peng Lianmao propuxo un revolucionario método non dopado para preparar os dispositivos CMOS de nanotubos de carbono e produciu con éxito transistores de nanotubos de carbono con rendemento que supera o dos transistores baseados en silicio do mesmo tamaño.Dez anos despois, en 2017, o equipo publicou investigacións sobre transistores de efectos de campo de nanotubos de carbono no nodo de 5 nanómetro en ciencia, demostrando as vantaxes significativas do dispositivo en termos de rendemento intrínseco e indicadores de consumo de enerxía comprensivos.
Perspectivas de aplicación de materiais a base de carbono no mercado
A organización de investigación de mercado IdTechex sinalou que a medida que o tamaño dos dispositivos a base de silicio se reduce preto dos límites físicos, o procesamento flexible de materiais de silicio atopa gradualmente os bloqueos de botella.Ao mesmo tempo, os avances en materiais a base de carbono proporcionan novas opcións para electrónica flexible.En particular, os nanotubos de carbono (CNTs) e o grafeno son recoñecidos como materiais ideais no campo da electrónica flexible debido ás súas excelentes propiedades eléctricas, transmisión de luz e ductilidade.
Amplas perspectivas para o mercado avanzado de materiais
Materiais avanzados é un campo que abarca unha variedade de materiais, como nanotubos, nanofibras, grafeno, outros materiais bidimensionais, puntos cuánticos, metamateriais, aerogeles, biomateriais, etc. O desenvolvemento de informática de materiais e novos métodos de procesamento como impresión 3De a fabricación de aditivos proporcionan un forte impulso para o avance da ciencia dos materiais.As propiedades clave destes materiais inclúen blindaje de interferencias electromagnéticas, xestión térmica, pegada de carbono baixo (ou negativo) e propiedades optoelectrónicas, que impulsarán a evolución dos procesos de fabricación de envases semicondutores e avanzados.Segundo a previsión de IdTechex, estes materiais avanzados xogarán un papel importante nos seguintes mercados emerxentes:
Vehículos eléctricos: espérase que o mercado de vehículos eléctricos en terra, mar e aire alcance os 2,3 billóns de dólares para o 2041.
Dispositivos usables: espérase que o tamaño do mercado alcance os 138 millóns de dólares en 2025.
Vehículos autónomos (ADAS): Espérase que para o 2042, o 25% das millas de vehículos de pasaxeiros sexan completados por vehículos autónomos.
Captura, utilización e almacenamento de carbono (CCUs): para o 2040, espérase que a capacidade global de captura de carbono alcance os 1.265 millóns de toneladas.
5G e Industria 4.0: espérase que o mercado 5G alcance 1 billón de dólares en 2032.
En conclusión:
A investigación e desenvolvemento de transistores de nanotubos de carbono non só representa un gran avance na tecnoloxía de semiconductores, senón que tamén anuncia no futuro as perspectivas de desenvolvemento da ciencia dos materiais.A medida que xorden máis investigacións e casos de aplicación, podemos esperar que a aplicación de materiais a base de carbono en múltiples campos se converterá nun factor clave para promover a innovación tecnolóxica e o cambio industrial.