Povijesna evolucija i trenutna situacija tranzistora ugljičnih nanocjevčica
Nedavno je tim koji su vodili akademik Peng Lianmao i profesor Zhang Zhiyong sa Sveučilišta Peking postigao značajan napredak u području tranzistora od 90 nanometra.Ovo postignuće ukazuje na to da visoko integrirani tranzistori ugljikovih nanocjevčica ne samo da pokazuju veliki potencijal na 90 nanometra i više tehnoloških čvorova, već također pružaju značajan dokaz o primjeni izgledi za poluvodiče koji se bave ugljikom.Ono što je još izvanredno jest da ovo istraživanje ne samo da pokazuje duboke uvide ugljikovih nanocjevčica u istraživanju integriranih krugova utemeljenih na svim ugljinama, već je izvijestio i časopis "Nature Electronics", najavljujući dolazak nove tehnološke tehnologijedoba.
Osvrćući se na povijest, Intel je 2005. godine izrazio sumnju u rad o mogućnosti da ugljikove nanocjevčice nadmašuju tranzistore N-tipa na bazi silicija.Međutim, kako vrijeme prolazi, Mooreov zakon postupno istječe, a pronalaženje zamjena za materijale koji se temelje na siliciju postali su važan smjer za razvoj informacijske industrije.Iako se ugljične nanocjevčice gledaju kao na potencijalne alternative, mnogi izazovi ostaju u stvaranju tranzistora tijekom tradicionalnih procesa dopinga.
U 2007. godini, akademik Peng Lianmaoov tim predložio je revolucionarnu ne-doping metodu za pripremu CMOS uređaja za nanocjevčicu od ugljika i uspješno proizveo tranzistore ugljične nanocjevčice s performansama koje prelaze one tranzistore iste veličine na bazi silicija.Deset godina kasnije, 2017. godine, tim je objavio istraživanje o tranzistorima na terenu s karbonskim nanocjevčicama na vrhunskom nanovcu na tehnološkom čvoru od 5 nanometra u znanosti, pokazujući značajne prednosti uređaja u smislu unutarnjih performansi i sveobuhvatnih pokazatelja potrošnje energije.
Izgledi za primjenu materijala na bazi ugljika na tržištu
Organizacija za istraživanje tržišta IdTechex istaknula je da se, kako se veličina uređaja na bazi silicija smanjuje blizu fizičkih granica, fleksibilna obrada silikonskih materijala postupno susreće uska grla.Istodobno, proboji materijala na bazi ugljika pružaju nove mogućnosti fleksibilne elektronike.Konkretno, ugljikove nanocjevčice (CNT) i grafen prepoznaju se kao idealni materijali u polju fleksibilne elektronike zbog izvrsnih električnih svojstava, lagane propusnosti i duktilnosti.
Široke izglede za tržište naprednih materijala
Napredni materijali je polje koje pokriva različite materijale, poput nanocjevčica, nano vlakana, grafena, drugih dvodimenzionalnih materijala, kvantnih točkica, metamaterijala, aerogela, biomaterijala itd. Razvoj informatike materijala i novih metoda obrade poput 3D ispisaa aditivna proizvodnja pruža snažan poticaj za unapređenje znanosti o materijalima.Ključna svojstva ovih materijala uključuju zaštitu elektromagnetskih smetnji, toplinsko upravljanje, nisko (ili negativno) ugljični otisak i optoelektronska svojstva, koja će pokrenuti evoluciju poluvodičkih i naprednih proizvodnih procesa.Prema prognozi IdTeChexa, ovi napredni materijali igrat će važnu ulogu na sljedećim tržištima u nastajanju:
Električna vozila: Očekuje se da će tržište električnih vozila na kopnu, moru i zraku dostići 2,3 bilijuna dolara do 2041. godine.
Nosivi uređaji: Očekuje se da će veličina tržišta do 2025. doseći 138 milijardi USD.
Autonomna vozila (ADAS): Očekuje se da će do 2042. 25% milja putničkih vozila biti dovršeno autonomnim vozilima.
Uzimanje ugljika, korištenje i skladištenje (CCUS): Očekuje se da će do 2040. globalni kapacitet za hvatanje ugljika dostići 1.265 milijuna tona.
5G i industrija 4.0: Očekuje se da će tržište 5G do 2032. doseći 1 trilijuna dolara.
u zaključku:
Istraživanje i razvoj tranzistora ugljikovih nanocjevčica ne samo da predstavljaju veliki proboj u tehnologiji poluvodiča, već i najavljuje široke izglede za razvoj materijala u budućnosti.Kako se pojavljuje više slučajeva istraživanja i primjene, možemo očekivati da će primjena materijala na temelju ugljika u više područja postati ključni faktor u promicanju tehnološke inovacije i industrijskih promjena.