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20年時間能做什么?它足以讓人從幼嬰走到青年,也足以讓電子顯微鏡下觀察到的一種中空碳纖維,發(fā)育成為性能優(yōu)異的新型功能材料和結(jié)構(gòu)材料。碳納米管1991年首次被日本NEC公司發(fā)現(xiàn)后,其獨特的金屬和半導(dǎo)體導(dǎo)電性、極高的機械強度和較強的微波吸收能力等,立即受到物理、化學(xué)、材料學(xué)界和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的強力追捧。《自然·納米技術(shù)》推介的這種薄膜晶體管,今天再次讓我們感知了一位生龍活虎的小伙子體內(nèi)蘊藏著的無限潛能。
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月17日(北京時間)報道,最近,科學(xué)家研制出了金屬性和半導(dǎo)體性之間平衡達到最優(yōu)化的新式碳納米管,并使用這種納米管制造出了薄膜晶體管(TFT),未來有望研制出諸如電子書和電子標簽等高性能、透明的柔性設(shè)備。
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碳納米管的電子屬性可以分為金屬性和半導(dǎo)體性兩種,且這兩種屬性的碳納米管相互“粘連”成繩索狀或束狀,這時金屬性比半導(dǎo)體性還要強,而只有半導(dǎo)體性的納米管才可用作晶體管,這就使碳納米管的用途大打折扣。盡管金屬性可增加晶體管載荷子的運動能力,但它也能降低晶體管的開關(guān)頻率。 內(nèi)容來自123456
最新研究中,科學(xué)家研發(fā)出了一種制造碳納米管的新方式,讓納米管的金屬性和半導(dǎo)體性之間的平衡達到了最優(yōu)化。新納米管網(wǎng)絡(luò)中包含有直的、相對較長(10微米)的納米管(其中30%是金屬),而且,新網(wǎng)絡(luò)的納米管之間Y形接口比X形接口多,其電阻也更低。
科學(xué)家使用這種新納米管網(wǎng)絡(luò)制造出了薄膜晶體管,與以前的納米晶體管相比,新晶體管的載荷子運動能力和開關(guān)頻率都很高。研究人員表示,運動能力高主要得益于納米管網(wǎng)絡(luò)獨特的形態(tài);開關(guān)頻率高則源于構(gòu)造過程可以控制金屬納米管的密度,使其密度更低。
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科學(xué)家還制造出了能處理順序邏輯的集成電路,這是迄今為止首個基于碳納米管的順序邏輯集成電路。在該電路中,輸出值不僅取決于當前的輸入值,也取決于歷史輸入值,這使其具有存儲或者記憶能力。
該研究的聯(lián)合作者、名古屋大學(xué)教授大野裕表示,通過讓制造過程規(guī)?;⑹褂酶倪M后的印刷技術(shù),科學(xué)家可以使用這些基于納米管的薄膜晶體管,制造出廉價的柔性電子產(chǎn)品,比如智能手機和電子紙等。并有望在5年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
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