Historyczna ewolucja i obecna sytuacja tranzystorów nanorurki węglowej
Niedawno zespół prowadzony przez akademickiego Penga Lianmao i profesora Zhang Zhiyong z Peking University poczynił znaczące postępy w dziedzinie 90-nanometrowych tranzystorów nanorurek węglowych.Osiągnięcie to wskazuje, że wysoce zintegrowane tranzystory nanorurki węglowej nie tylko wykazują duży potencjał przy 90 nanometrze i wyższych węzłach technologicznych, ale także stanowią znaczący dowód perspektyw zastosowania półprzewodników opartych na emisji dwutlenku węgla.Jeszcze bardziej niezwykłe jest to, że badania te nie tylko pokazują głębokie spostrzeżenia nanorurek węglowych w badaniach zintegrowanych obwodów opartych na węglu, ale zostały również zgłoszone przez magazyn „Electronics”, zwiastując przybycie nowego technologii technologicznejera.
Patrząc wstecz na historię, w 2005 r. Intel wyrażał wątpliwości w artykule na temat możliwości przewyższania tranzystorów typu N na bazie N.Jednak w miarę upływu czasu prawo Moore'a stopniowo wygasa, a znalezienie substytutów materiałów na bazie krzemowych stało się ważnym kierunkiem rozwoju branży informacyjnej.Chociaż nanorurki węglowe są postrzegane jako potencjalne alternatywy, pozostaje wiele wyzwań w tworzeniu tranzystorów podczas tradycyjnych procesów dopingu.
W 2007 r. Zespół akademickiego Penga Lianmao zaproponował rewolucyjną metodę niedopierowania w celu przygotowania urządzeń CMOS nanorurki węglowej i z powodzeniem wyprodukował tranzystory nanorurki węglowej o wydajności przekraczającej działanie tranzystorów na bazie krzemu o tej samej wielkości.Dziesięć lat później, w 2017 r., Zespół opublikował badania nad tranzystorami terenowymi nanorurki węglowej w 5-nanometrowym węźle technologicznym w nauce, wykazując znaczące zalety urządzenia pod względem wewnętrznych wydajności i kompleksowych wskaźników zużycia energii.
Perspektywy zastosowań materiałów na bazie węgla na rynku
Organizacja badań rynku Idtechex wskazała, że w miarę jak wielkość urządzeń na bazie krzemu zmniejsza się blisko granic fizycznych, elastyczne przetwarzanie materiałów krzemowych stopniowo spotyka wąskie gardła.Jednocześnie przełom w materiałach na bazie węgla zapewniają nowe opcje elastycznej elektroniki.W szczególności nanorurki węglowe (CNT) i grafen są rozpoznawane jako idealne materiały w dziedzinie elastycznej elektroniki ze względu na ich doskonałe właściwości elektryczne, transmitancję światła i plastyczność.
Szerokie perspektywy rynku materiałów zaawansowanych
Zaawansowane materiały to pole obejmujące różnorodne materiały, takie jak nanorurki, nanowłókna, grafen, inne dwuwymiarowe materiały, kropki kwantowe, metamateriały, aerogele, biomateriały itp. Rozwój informatyki materiałów i nowe metody przetwarzania, takie jak druk 3Da produkcja addytywna zapewnia silny impuls do rozwoju nauki materiałowej.Kluczowe właściwości tych materiałów obejmują ekranowanie zakłóceń elektromagnetycznych, zarządzanie termicznie, niski (lub ujemny) ślad węglowy oraz właściwości optoelektroniczne, które będą napędzać ewolucję półprzewodników i zaawansowanych procesów produkcyjnych opakowań.Według prognozy Idtechexa te zaawansowane materiały będą odgrywać ważną rolę na następujących rynkach wschodzących:
Pojazdy elektryczne: Oczekuje się, że rynek pojazdów elektrycznych na lądzie, morzu i powietrza osiągnie 2,3 bln USD do 2041 r.
Urządzenia do noszenia: Oczekuje się, że wielkość rynku osiągnie 138 mld USD do 2025 r.
Pojazdy autonomiczne (ADAS): Oczekuje się, że do 2042 r. 25% mil pojazdów pasażerskich zostanie ukończonych przez pojazdy autonomiczne.
Oczekuje się, że przechwytywanie węgla, wykorzystanie i magazynowanie (CCUS): do 2040 r. Oczekuje się, że globalna zdolność do przechwytywania węgla osiągnie 1265 milionów ton.
5G i przemysł 4.0: Oczekuje się, że rynek 5G osiągnie 1 bilion USD do 2032 roku.
Podsumowując:
Badania i rozwój tranzystorów nanorurki węglowej nie tylko stanowi poważny przełom w technologii półprzewodnikowej, ale także zwiastuje szerokie perspektywy rozwoju nauk o materiałach w przyszłości.W miarę jak pojawiają się więcej przypadków badań i aplikacji, możemy oczekiwać, że zastosowanie materiałów opartych na emisji emisji w wielu dziedzinach stanie się kluczowym czynnikiem promowania innowacji technologicznych i zmian przemysłowych.