Historisk evolusjon og nåværende situasjon for karbon nanorørtransistorer
Nylig har et team ledet av akademikeren Peng Lianmao og professor Zhang Zhiyong fra Peking University gjort betydelige fremskritt innen 90-nanometer karbon nanorørtransistorer.Denne prestasjonen indikerer at sterkt integrerte karbon nanorørtransistorer ikke bare viser stort potensial ved 90 nanometer og høyere teknologiknuter, men også gir betydelig bevis på applikasjonsutsiktene til karbonbaserte halvledere.Det som er enda mer oppsiktsvekkende er at denne forskningen ikke bare demonstrerer den dype innsikten til karbon nanorør i forskningen av alt-karbonbaserte integrerte kretsløp, men har også blitt rapportert av magasinet "Nature Electronics", som innleder ankomsten av en ny teknologiskERA.
Når han ser tilbake på historien, i 2005, uttrykte Intel tvil i et papir om muligheten for at karbon nanorør som overgikk silisiumbaserte N-type transistorer.Imidlertid, etter hvert som tiden går, utløper Moores lov gradvis, og å finne erstatninger for silisiumbaserte materialer har imidlertid blitt en viktig retning for utviklingen av informasjonsindustrien.Selv om karbon nanorør blir sett på som potensielle alternativer, gjenstår det mange utfordringer med å lage transistorer under tradisjonelle dopingprosesser.
I 2007 foreslo akademikeren Peng Lianmaos team en revolusjonerende ikke-doping-metode for å utarbeide CMOS-enheter i karbon nanorør og produserte vellykket karbon nanorørtransistorer med ytelse som overstiger silisiumbaserte transistorer av samme størrelse.Ti år senere, i 2017, publiserte teamet forskning om felt-transistorer av karbon nanorør med topp gate ved 5-nanometer-teknologiknoden i vitenskap, og demonstrerte de betydelige fordelene med enheten når det gjelder egen ytelse og omfattende strømforbruksindikatorer.
Bruksområder for karbonbaserte materialer i markedet
Markedsundersøkelsesorganisasjon IDTECHEX påpekte at når størrelsen på silisiumbaserte enheter krymper nær fysiske grenser, opplever den fleksible behandlingen av silisiummaterialer gradvis flaskehalser.Samtidig gir gjennombrudd i karbonbaserte materialer nye alternativer for fleksibel elektronikk.Spesielt blir karbon nanorør (CNTs) og grafen gjenkjent som ideelle materialer innen fleksibel elektronikk på grunn av deres utmerkede elektriske egenskaper, lysoverføring og duktilitet.
Brede utsikter for markedet for avansert materialer
Avanserte materialer er et felt som dekker en rekke materialer, for eksempel nanorør, nanofibre, grafen, andre todimensjonale materialer, kvanteprikker, metamaterialer, aerogeler, biomaterialer, etc. Utvikling av materialinformatikk og nye prosesseringsmetoder som 3D-utskriftog tilsetningsstoffproduksjon gir sterk drivkraft for fremme av materialvitenskap.Nøkkelegenskaper for disse materialene inkluderer elektromagnetisk interferensskjerming, termisk behandling, lavt (eller negativt) karbonavtrykk og optoelektroniske egenskaper, som vil drive utviklingen av halvleder og avanserte produksjonsprosesser.I følge IdTechex -prognosen vil disse avanserte materialene spille en viktig rolle i de følgende fremvoksende markedene:
Elektriske kjøretøyer: Markedet for elektriske kjøretøyer på land, sjø og luft forventes å nå 2,3 billioner dollar innen 2041.
Bærbare enheter: Markedsstørrelsen forventes å nå 138 milliarder dollar innen 2025.
Autonome kjøretøyer (ADAs): Det forventes at innen 2042 vil 25% av personbilene milevis fullføres av autonome kjøretøyer.
Karbonfangst, utnyttelse og lagring (CCUs): Innen 2040 forventes det at global karbonfangstkapasitet vil nå 1 265 millioner tonn.
5G og Industry 4.0: 5G -markedet forventes å nå en billion dollar innen 2032.
for å konkludere:
Forskning og utvikling av karbon nanorørtransistorer representerer ikke bare et stort gjennombrudd innen halvledeteknologi, men også innvarsler de brede utviklingsutsiktene til materialvitenskap i fremtiden.Etter hvert som flere forsknings- og applikasjonssaker dukker opp, kan vi forvente at anvendelsen av karbonbaserte materialer i flere felt vil bli en nøkkelfaktor for å fremme teknologisk innovasjon og industriell endring.