Historický vývoj a súčasná situácia tranzistorov z uhlíkových nanotrubíc
Tím vedený akademikom Peng Lianmao a profesorom Zhang Zhiyong z Pekingskej univerzity dosiahol významný pokrok v oblasti 90 nanometrových tranzistorov nanotrubíc uhlíkov.Tento úspech naznačuje, že vysoko integrované tranzistory uhlíkových nanotrubičiek vykazujú nielen veľký potenciál pri 90 nanometrových a vyšších technologických uzloch, ale tiež poskytujú podstatný dôkaz o vyhliadkach na aplikáciu polovodičov na báze uhlíka.Ešte pozoruhodnejšie je, že tento výskum nielen demonštruje hlboké poznatky o uhlíkových nanotrubiciach vo výskume integrovaných obvodov založených na všetkých uhlíkach, ale bol tiež hlásený časopisom „Nature Electronics“, čím sa predvádza príchod nového technologickéhoéra.
Pri spätnom pohľade na históriu v roku 2005 spoločnosť Intel vyjadrila pochybnosti v dokumente o možnosti uhlíkových nanotrubíc prekročení tranzistorov na báze kremíka na báze kremíka.Postupom času sa však Mooreov zákon postupne vyprší a nájdenie náhradníkov za materiál založené na kremíku sa stalo dôležitým smerom pre rozvoj informačného priemyslu.Aj keď sa uhlíkové nanotrubice považujú za potenciálne alternatívy, pri výrobe tranzistorov počas tradičných procesov dopingu zostáva veľa problémov.
V roku 2007 tím akademika Peng Lianmao navrhol revolučnú metódu nedopredovania na prípravu zariadení CMOS s uhlíkom a úspešne produkovali tranzistory uhlíkových nanotrubíc s výkonom presahujúcim spôsoby tranzistorov na báze kremíka s rovnakou veľkosťou.O desať rokov neskôr, v roku 2017, tím publikoval výskum v oblasti terénnych nanotrubíc s hornou bránu v terénnych efektoch v 5-nanometrovom technologickom uzle vo vede, čo demonštruje významné výhody zariadenia z hľadiska vnútorného výkonu a komplexných ukazovateľov spotreby energie.
Vyhliadky na aplikáciu materiálov na trhu na trhu
Organizácia prieskumu trhu IdTechex zdôraznila, že keďže veľkosť zariadení založených na kremíku sa zmenšuje blízko fyzických limitov, flexibilné spracovanie kremíkových materiálov sa postupne stretávajú s problémami.Prielomy v materiáloch na báze uhlíka zároveň poskytujú nové možnosti pre flexibilnú elektroniku.Najmä uhlíkové nanotrubice (CNT) a grafén sa rozpoznávajú ako ideálne materiály v oblasti flexibilnej elektroniky kvôli ich vynikajúcim elektrickým vlastnostiam, prenosu svetla a ťažkosti.
Široké vyhliadky na trh pokročilých materiálov
Pokročilé materiály je pole, ktoré pokrýva rôzne materiály, ako sú nanotrubice, nanovlákna, grafén, ďalšie dvojrozmerné materiály, kvantové bodky, metamateriály, aerogély, biomateriály atď.a aditívna výroba poskytuje silný impulz pre rozvoj materiálových vedy.Medzi kľúčové vlastnosti týchto materiálov patrí tienenie elektromagnetického rušenia, tepelné riadenie, nízka (alebo negatívna) uhlíková stopa a optoelektronické vlastnosti, ktoré poháňajú vývoj polovodičových a pokročilých procesov výroby obalov.Podľa predpovede IdTechex tieto pokročilé materiály budú hrať dôležitú úlohu na nasledujúcich rozvíjajúcich sa trhoch:
Elektrické vozidlá: Trh pre elektrické vozidlá na súši, mori a vzduchu sa očakáva, že do roku 2041 dosiahne 2,3 bilióna dolárov.
Nositeľné zariadenia: Očakáva sa, že veľkosť trhu dosiahne do roku 2025 138 miliárd USD.
Autonómne vozidlá (ADAS): Očakáva sa, že do roku 2042 bude autonómne vozidlá dokončené 25% kilometrov osobného vozidla.
Zachytenie, využitie a skladovanie uhlíka (CCU): Do roku 2040 sa očakáva, že globálna kapacita zachytávania uhlíka dosiahne 1 265 miliónov ton.
5G a priemysel 4.0: Očakáva sa, že trh 5G dosiahne do roku 2032 1 bilión dolárov.
na záver:
Výskum a rozvoj tranzistorov nanotube Carbon Nanotube nielenže predstavuje významný prielom v polovodičovej technológii, ale v budúcnosti tiež ohlasuje rozsiahle vyhliadky na rozvoj materiálov.Keď sa objavia ďalšie prípady výskumu a aplikácií, môžeme očakávať, že aplikácia materiálov na báze uhlíka vo viacerých oblastiach sa stane kľúčovým faktorom pri podpore technologických inovácií a priemyselných zmien.