ऐतिहासिक विकास और कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर की वर्तमान स्थिति
हाल ही में, पेकिंग विश्वविद्यालय के शिक्षाविद पेंग लियानमाओ और प्रोफेसर झांग झिओंग के नेतृत्व में एक टीम ने 90-नैनोमीटर कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर के क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति की है।यह उपलब्धि इंगित करती है कि अत्यधिक एकीकृत कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर न केवल 90 नैनोमीटर और उच्च प्रौद्योगिकी नोड्स में बड़ी क्षमता दिखाते हैं, बल्कि कार्बन-आधारित अर्धचालकों के अनुप्रयोग संभावनाओं का पर्याप्त प्रमाण भी प्रदान करते हैं।इससे भी अधिक उल्लेखनीय यह है कि यह शोध न केवल सभी कार्बन-आधारित एकीकृत सर्किट के शोध में कार्बन नैनोट्यूब की गहन अंतर्दृष्टि को प्रदर्शित करता है, लेकिन पत्रिका "नेचर इलेक्ट्रॉनिक्स" द्वारा भी रिपोर्ट किया गया है, एक नए तकनीकी के आगमन को पूरा करते हुए।युग।
इतिहास को देखते हुए, 2005 में, इंटेल ने सिलिकॉन-आधारित एन-टाइप ट्रांजिस्टर को पार करने वाले कार्बन नैनोट्यूब की संभावना के बारे में एक पेपर में संदेह व्यक्त किया।हालांकि, जैसे-जैसे समय बीतता है, मूर का नियम धीरे-धीरे समाप्त हो जाता है, और सिलिकॉन-आधारित सामग्रियों के लिए विकल्प खोजना सूचना उद्योग के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा बन गया है।यद्यपि कार्बन नैनोट्यूब को संभावित विकल्प के रूप में देखा जाता है, लेकिन पारंपरिक डोपिंग प्रक्रियाओं के दौरान ट्रांजिस्टर बनाने में कई चुनौतियां बनी हुई हैं।
2007 में, शिक्षाविद पेंग लियानमाओ की टीम ने कार्बन नैनोट्यूब सीएमओएस उपकरणों को तैयार करने के लिए एक क्रांतिकारी गैर-डोपिंग विधि का प्रस्ताव किया और एक ही आकार के सिलिकॉन-आधारित ट्रांजिस्टर से अधिक प्रदर्शन के साथ कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर का सफलतापूर्वक उत्पादन किया।दस साल बाद, 2017 में, टीम ने विज्ञान में 5-नैनोमीटर प्रौद्योगिकी नोड में शीर्ष-गेट कार्बन नैनोट्यूब फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर पर शोध प्रकाशित किया, जो आंतरिक प्रदर्शन और व्यापक बिजली की खपत संकेतकों के संदर्भ में डिवाइस के महत्वपूर्ण लाभों का प्रदर्शन करता है।
बाजार में कार्बन-आधारित सामग्रियों की अनुप्रयोग संभावनाएं
बाजार अनुसंधान संगठन IDTECHEX ने बताया कि चूंकि सिलिकॉन-आधारित उपकरणों का आकार भौतिक सीमाओं के करीब सिकुड़ता है, सिलिकॉन सामग्री का लचीला प्रसंस्करण धीरे-धीरे अड़चनों का सामना कर रहा है।उसी समय, कार्बन-आधारित सामग्रियों में सफलताएं लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नए विकल्प प्रदान करती हैं।विशेष रूप से, कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) और ग्राफीन को उनके उत्कृष्ट विद्युत गुणों, प्रकाश संचारण और लचीलापन के कारण लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में आदर्श सामग्री के रूप में मान्यता दी जाती है।
उन्नत सामग्री बाजार के लिए व्यापक संभावनाएं
उन्नत सामग्री एक ऐसा क्षेत्र है जिसमें विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को शामिल किया गया है, जैसे कि नैनोट्यूब, नैनोफिबर्स, ग्राफीन, अन्य दो-आयामी सामग्री, क्वांटम डॉट्स, मेटामेटेरियल्स, एरोगेल, बायोमैटेरियल्स, आदि। सामग्री सूचना विज्ञान और नए प्रसंस्करण विधियों जैसे कि 3 डी प्रिंटिंगऔर एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सामग्री विज्ञान की उन्नति के लिए मजबूत प्रेरणा प्रदान करता है।इन सामग्रियों के प्रमुख गुणों में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप परिरक्षण, थर्मल प्रबंधन, कम (या नकारात्मक) कार्बन पदचिह्न, और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक गुण शामिल हैं, जो अर्धचालक और उन्नत पैकेजिंग निर्माण प्रक्रियाओं के विकास को चलाएगा।Idtechex के पूर्वानुमान के अनुसार, ये उन्नत सामग्री निम्नलिखित उभरते बाजारों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी:
इलेक्ट्रिक वाहन: भूमि, समुद्र और हवा पर इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बाजार 2041 तक $ 2.3 ट्रिलियन तक पहुंचने की उम्मीद है।
पहनने योग्य उपकरण: बाजार का आकार 2025 तक 138 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने की उम्मीद है।
स्वायत्त वाहन (ADAS): यह उम्मीद की जाती है कि 2042 तक, 25% यात्री वाहन मील की दूरी पर स्वायत्त वाहनों द्वारा पूरा किया जाएगा।
कार्बन कैप्चर, यूटिलाइजेशन एंड स्टोरेज (CCUS): 2040 तक, वैश्विक कार्बन कैप्चर क्षमता 1,265 मिलियन टन तक पहुंचने की उम्मीद है।
5 जी और उद्योग 4.0: 5 जी बाजार 2032 तक $ 1 ट्रिलियन तक पहुंचने की उम्मीद है।
निष्कर्ष के तौर पर:
कार्बन नैनोट्यूब ट्रांजिस्टर का अनुसंधान और विकास न केवल अर्धचालक प्रौद्योगिकी में एक प्रमुख सफलता का प्रतिनिधित्व करता है, बल्कि भविष्य में सामग्री विज्ञान के व्यापक विकास संभावनाओं को भी बढ़ाता है।जैसे-जैसे अधिक शोध और अनुप्रयोग मामले सामने आते हैं, हम उम्मीद कर सकते हैं कि कई क्षेत्रों में कार्बन-आधारित सामग्रियों का अनुप्रयोग तकनीकी नवाचार और औद्योगिक परिवर्तन को बढ़ावा देने में एक महत्वपूर्ण कारक बन जाएगा।