Історична еволюція та сучасна ситуація з вуглецевими нанотрубними транзисторами
Нещодавно команда під керівництвом академіка Пенгмао та професора Чжан Чжайонг з Пекінського університету досягла значного прогресу в галузі 90-нанометрів вуглецевих нанотрубних транзисторів.Це досягнення вказує на те, що високо інтегровані транзистори вуглецевих нанотрубки не тільки демонструють великий потенціал при 90 нанометрі та вищих технологічних вузлах, але й надають значний доказ перспектив застосування напівпровідників на основі вуглецю.Що ще більш примітно, це те, що це дослідження не тільки демонструє глибокі уявлення про вуглецеві нанотрубки у дослідженні інтегрованих схем на основі вуглецю, але також повідомляв журнал "Nature Electronics", що віщує прибуття нового технологічногоепоха.
Озираючись на історію, у 2005 році Intel висловив сумніви в роботі про можливість вуглецевих нанотрубок, що перевершують транзистори N-типу на основі кремнію.Однак з часом, закон Мура поступово закінчується, і пошук замінників матеріалів на основі кремнію стало важливим напрямком для розвитку інформаційної галузі.Незважаючи на те, що вуглецеві нанотрубки розглядаються як потенційні альтернативи, залишаються багато проблем у створенні транзисторів під час традиційних процесів допінгу.
У 2007 році команда Академіка Пенгмао запропонувала революційний метод, який не допахував, для приготування пристроїв CMOS з вуглецевими нанотрубками та успішно виробляла транзистори вуглецевих нанотрубок з продуктивністю, що перевищує транзистори на основі кремнію однакового розміру.Через десять років, у 2017 році, команда опублікувала дослідження на польових транзисторів вуглецевих нанотрубних вуглецю на 5-нанометному технологічному вузлі в науці, демонструючи значні переваги пристрою з точки зору внутрішніх показників та всебічних показників споживання електроенергії.
Перспективи застосування на ринку матеріалів на основі вуглецю на ринку
Організація досліджень ринку Idtechex зазначила, що, оскільки розмір пристроїв на основі кремнію скорочується до фізичних меж, гнучка обробка кремнієвих матеріалів поступово зустрічається з вузькими місцями.У той же час прориви матеріалів на основі вуглецю забезпечують нові варіанти гнучкої електроніки.Зокрема, вуглецеві нанотрубки (УНТ) та графен визнані ідеальними матеріалами в галузі гнучкої електроніки завдяки їх відмінним електричним властивостям, пропускному режимі та пластичності.
Широкі перспективи для ринку передових матеріалів
Розширені матеріали-це поле, яке охоплює різноманітні матеріали, такі як нанотрубка, нановолокон, графен, інші двовимірні матеріали, квантові крапки, метаматеріали, аерогелі, біоматеріали тощо. Розробка матеріалів та нових методів переробки, таких як 3D-друкта виробництво добавок забезпечують сильний поштовх для просування матеріалознавства.Основні властивості цих матеріалів включають електромагнітне екранування перешкод, термічне управління, низький (або негативний) вуглецевий слід та оптоелектронні властивості, які сприятимуть еволюції напівпровідникових та вдосконалених процесів виготовлення упаковки.Згідно з прогнозом Idtechex, ці вдосконалені матеріали відіграватимуть важливу роль на наступних ринках, що розвиваються:
Електричні транспортні засоби: Очікується, що ринок електромобілів на суші, морі та повітрі до 2041 року досягне 2,3 трлн доларів.
Очікується, що розмір ринку до 2025 року очікується, що розмір ринку досягне 138 мільярдів доларів.
Автономні транспортні засоби (ADAS): Очікується, що до 2042 року 25% миль пасажирських транспортних засобів будуть завершені автономними транспортними засобами.
Захоплення, використання та зберігання вуглецю (CCU): До 2040 року, як очікується, глобальна потужність захоплення вуглецю досягне 1265 мільйонів тонн.
5G та промисловість 4.0: Очікується, що ринок 5G до 2032 року досягне 1 трлн дол.
На закінчення:
Дослідження та розробка транзисторів вуглецевої нанотрубок не лише є головним проривом у напівпровідникових технологіях, але й у майбутньому є широкими перспективами розвитку матеріалознавства.По мірі того, як з'являється більше дослідницьких та застосувань, ми можемо очікувати, що застосування матеріалів на основі вуглецю в декількох галузях стане ключовим фактором сприяння технологічним інноваціям та промислових змінах.