Historische evolutie en huidige situatie van transistors van koolstof nanobuis
Onlangs heeft een team onder leiding van academicus Peng Liandmao en professor Zhang Zhiyong van de Peking University aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van 90-nanometer koolstofnanobuistransistoren.Deze prestatie geeft aan dat sterk geïntegreerde koolstofnanobuistransistoren niet alleen een groot potentieel vertonen op 90 nanometer en hogere technologieknooppunten, maar ook een aanzienlijk bewijs leveren van de toepassingsperspectieven van op koolstof gebaseerde halfgeleiders.Wat nog opmerkelijker is, is dat dit onderzoek niet alleen de diepgaande inzichten van koolstofnanobuisjes aantoont in het onderzoek van geïntegreerde circuits op basis van koolstofarme, maar ook is gemeld door het tijdschrift "Nature Electronics", waarmee de komst van een nieuwe technologischetijdperk.
Terugkijkend op de geschiedenis, in 2005, uitte Intel twijfels in een paper over de mogelijkheid dat koolstofnanobuisjes op siliconen gebaseerde N-type transistoren overtreffen.Naarmate de tijd verstrijkt, verloopt de wet van Moore geleidelijk en is het vinden van vervangers voor siliciumgebaseerde materialen een belangrijke richting geworden voor de ontwikkeling van de informatie-industrie.Hoewel koolstofnanobuisjes worden gezien als potentiële alternatieven, blijven er nog veel uitdagingen bij het maken van transistors tijdens traditionele dopingprocessen.
In 2007 stelde het team van academicus Peng Liandmao een revolutionaire niet-dopingmethode voor om COMOS-apparaten van koolstof nanobuis te bereiden en produceerden met succes koolstof nanobuistransistoren met prestaties die groter zijn dan die van op siliconen gebaseerde transistoren van dezelfde grootte.Tien jaar later, in 2017, publiceerde het team onderzoek naar top-gate carbon nanotube veldeffecttransistoren bij het 5-nanometer technologieknooppunt in de wetenschap, wat de aanzienlijke voordelen van het apparaat aantoont in termen van intrinsieke prestaties en uitgebreide indicatoren voor stroomverbruik.
Toepassingsperspectieven van op koolstof gebaseerde materialen op de markt
Marktonderzoeksorganisatie IDTECHEX wees erop dat naarmate de grootte van op siliconen gebaseerde apparaten in de buurt van fysieke limieten krimpt, de flexibele verwerking van siliciummaterialen geleidelijk knelpunten tegenkomt.Tegelijkertijd bieden doorbraken in materialen op basis van koolstof nieuwe opties voor flexibele elektronica.In het bijzonder worden koolstofnanobuizen (CNT's) en grafeen herkend als ideale materialen op het gebied van flexibele elektronica vanwege hun uitstekende elektrische eigenschappen, lichte transmissie en ductiliteit.
Brede vooruitzichten voor de markt voor geavanceerde materialen
Advanced Materials is een veld dat een verscheidenheid aan materialen bedekt, zoals nanobuisjes, nanovezels, grafeen, andere tweedimensionale materialen, kwantumstippen, metamaterialen, aerogels, biomaterialen, enz.en additieve productie bieden een sterke impuls voor de vooruitgang van de materialenwetenschap.Belangrijkste eigenschappen van deze materialen omvatten elektromagnetische interferentie afscherming, thermisch beheer, lage (of negatieve) koolstofvoetafdruk en opto -elektronische eigenschappen, die de evolutie van semiconductor en geavanceerde productieprocessen voor verpakkingen zullen stimuleren.Volgens de voorspelling van IDTechex zullen deze geavanceerde materialen een belangrijke rol spelen in de volgende opkomende markten:
Elektrische voertuigen: de markt voor elektrische voertuigen op land, zee en lucht zal naar verwachting in 2041 $ 2,3 biljoen bereiken.
Draagbare apparaten: de marktomvang zal naar verwachting US $ 138 miljard bereiken tegen 2025.
Autonome voertuigen (ADAS): er wordt verwacht dat tegen 2042 25% van de kilometers van het passagiersvoertuig wordt voltooid door autonome voertuigen.
Koolstofafvang, gebruik en opslag (CCU's): Tegen 2040 zal de wereldwijde koolstofafvangcapaciteit naar verwachting 1.265 miljoen ton bereiken.
5G en industrie 4.0: de 5G -markt zal naar verwachting $ 1 biljoen bereiken tegen 2032.
ten slotte:
Het onderzoek en de ontwikkeling van koolstofnanobuistransistoren vormt niet alleen een grote doorbraak in halfgeleidertechnologie, maar luidt ook de brede ontwikkelingsperspectieven van materiaalwetenschap in de toekomst aan.Naarmate er meer onderzoeks- en applicatiegevallen ontstaan, kunnen we verwachten dat de toepassing van koolstofgebaseerde materialen op meerdere gebieden een sleutelfactor zal worden bij het bevorderen van technologische innovatie en industriële verandering.