Makasaysayang ebolusyon at kasalukuyang sitwasyon ng mga transistor ng carbon nanotube
Kamakailan lamang, ang isang koponan na pinamumunuan ng akademikong Peng Lianmao at Propesor Zhang Zhiyong ng Peking University ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa larangan ng 90-nanometer carbon nanotube transistors.Ang tagumpay na ito ay nagpapahiwatig na ang lubos na pinagsamang carbon nanotube transistors ay hindi lamang nagpapakita ng mahusay na potensyal sa 90 nanometer at mas mataas na mga node ng teknolohiya, ngunit nagbibigay din ng malaking patunay ng mga prospect ng aplikasyon ng mga semiconductor na batay sa carbon.Ang higit na kapansin-pansin ay ang pananaliksik na ito ay hindi lamang nagpapakita ng malalim na pananaw ng mga nanotubes ng carbon sa pananaliksik ng mga integrated circuit na nakabase sa all-carbon, ngunit naiulat din ng magazine na "Nature Electronics", na nag-aalsa sa pagdating ng isang bagong teknolohikalpanahon
Sa pagbabalik-tanaw sa kasaysayan, noong 2005, ipinahayag ng Intel ang mga pag-aalinlangan sa isang papel tungkol sa posibilidad ng mga carbon nanotubes na higit sa mga transistor na n-type na batay sa silikon.Gayunpaman, sa pagdaan ng oras, ang batas ni Moore ay unti-unting mag-expire, at ang paghahanap ng mga kapalit para sa mga materyales na batay sa silikon ay naging isang mahalagang direksyon para sa pagbuo ng industriya ng impormasyon.Bagaman ang mga carbon nanotubes ay tiningnan bilang mga potensyal na kahalili, maraming mga hamon ang nananatili sa paggawa ng mga transistor sa panahon ng tradisyonal na mga proseso ng doping.
Noong 2007, iminungkahi ng koponan ng akademikong Peng Lianmao ang isang rebolusyonaryong hindi pamamaraan na hindi doping upang ihanda ang mga aparato ng Carbon Nanotube CMOS at matagumpay na gumawa ng mga transistor na carbon nanotube na may pagganap na lumampas sa mga transistor na batay sa silikon na may parehong laki.Sampung taon mamaya, noong 2017, inilathala ng koponan ang pananaliksik sa top-gate carbon nanotube field-effect transistors sa 5-nanometer na teknolohiya ng node sa agham, na nagpapakita ng mga makabuluhang pakinabang ng aparato sa mga tuntunin ng intrinsic na pagganap at komprehensibong mga tagapagpahiwatig ng pagkonsumo ng kuryente.
Application prospect ng mga materyales na batay sa carbon sa merkado
Itinuro ng samahan ng pananaliksik sa merkado na si Idtechex na habang ang laki ng mga aparato na batay sa silikon ay lumiliit malapit sa mga pisikal na limitasyon, ang nababaluktot na pagproseso ng mga materyales na silikon ay unti-unting nakatagpo ng mga bottlenecks.Kasabay nito, ang mga breakthrough sa mga materyales na batay sa carbon ay nagbibigay ng mga bagong pagpipilian para sa nababaluktot na elektronika.Sa partikular, ang mga carbon nanotubes (CNT) at graphene ay kinikilala bilang mga perpektong materyales sa larangan ng nababaluktot na electronics dahil sa kanilang mahusay na mga de -koryenteng katangian, light transmittance, at ductility.
Malawak na mga prospect para sa merkado ng Advanced na Materyales
Ang mga Advanced na Materyalat ang additive manufacturing ay nagbibigay ng malakas na impetus para sa pagsulong ng mga materyales sa agham.Ang mga pangunahing katangian ng mga materyales na ito ay kinabibilangan ng electromagnetic panghihimasok na kalasag, pamamahala ng thermal, mababa (o negatibong) carbon footprint, at mga optoelectronic na katangian, na magdadala ng ebolusyon ng semiconductor at advanced na mga proseso ng pagmamanupaktura ng packaging.Ayon sa forecast ng Idtechex, ang mga advanced na materyales na ito ay gagampanan ng isang mahalagang papel sa mga sumusunod na umuusbong na merkado:
Mga de -koryenteng sasakyan: Ang merkado para sa mga de -koryenteng sasakyan sa lupa, dagat at hangin ay inaasahang aabot sa $ 2.3 trilyon sa pamamagitan ng 2041.
Mga Wearable Device: Ang laki ng merkado ay inaasahang aabot sa US $ 138 bilyon sa pamamagitan ng 2025.
Autonomous Vehicles (ADAS): Inaasahan na sa pamamagitan ng 2042, 25% ng mga milya ng sasakyan ng pasahero ay makumpleto ng mga sasakyan na awtonomiya.
Carbon Capture, Paggamit at Pag -iimbak (CCUs): Sa pamamagitan ng 2040, ang kapasidad ng pagkuha ng carbon ay inaasahang aabot sa 1,265 milyong tonelada.
5G at Industriya 4.0: Ang 5G market ay inaasahang aabot sa $ 1 trilyon sa pamamagitan ng 2032.
Sa konklusyon:
Ang pananaliksik at pag -unlad ng mga transistor ng carbon nanotube ay hindi lamang kumakatawan sa isang pangunahing tagumpay sa teknolohiya ng semiconductor, ngunit ipinapahiwatig din ang malawak na mga prospect ng pag -unlad ng agham ng mga materyales sa hinaharap.Habang lumilitaw ang mga kaso ng pananaliksik at aplikasyon, maaari naming asahan na ang aplikasyon ng mga materyales na batay sa carbon sa maraming larangan ay magiging isang pangunahing kadahilanan sa pagtaguyod ng makabagong teknolohiya at pagbabago sa industriya.