中國半導(dǎo)體性單壁碳納米管獲突破，產(chǎn)率大幅提高

4月13日消息，當(dāng)前的硅基半導(dǎo)體芯片在10nm工藝之后面臨更大的困難，學(xué)術(shù)界一直在研發(fā)碳基芯片取代硅基芯片，碳納米管被稱為10nm以下最強(qiáng)候選，我國科學(xué)家在半導(dǎo)體性單壁碳納米管研究上獲得突破。

中國科學(xué)報(bào)援引西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院消息，該校教授趙廷凱團(tuán)隊(duì)對半導(dǎo)體性單壁碳納米管的可控制備進(jìn)行深入研究，提出一種新的多循環(huán)生長工藝，選擇性合成的半導(dǎo)體性單壁碳納米管豐度高達(dá)93.2%，產(chǎn)率從0.76%提高到1.34%，為大規(guī)模合成高純度半導(dǎo)體性單壁碳納米管提供了新方法。

相關(guān)研究成果《通過催化劑再生多循環(huán)工藝生長高純度與高產(chǎn)率半導(dǎo)體性單壁碳納米管》正式發(fā)表于最新一期《化學(xué)工程》雜志。

傳統(tǒng)制備方法獲得的單壁碳納米管，通常是金屬性和半導(dǎo)體性單壁碳納米管的混合物，并難以分離，嚴(yán)重阻礙了其廣泛應(yīng)用。

西北工業(yè)大學(xué)運(yùn)用新工藝技術(shù)，能夠成功實(shí)現(xiàn)高純度與高產(chǎn)率半導(dǎo)體性單壁碳納米管的可控制備。

該成果為大規(guī)模選擇性生長高純度半導(dǎo)體性單壁碳納米管提供了有效手段和新思路，為半導(dǎo)體性單壁碳納米管在納米電子器件、信息通訊和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)了解，半導(dǎo)體性單壁碳納米管具有原子級厚度、表面無懸鍵的準(zhǔn)一維管狀結(jié)構(gòu)和高電子遷移率等優(yōu)異電學(xué)性質(zhì)，因而被視為10 nm以下高性能、低功耗場效應(yīng)晶體管溝道材料最有力候選。

單壁碳納米管已被廣泛應(yīng)用于許多電子器件，包括顯示器、存儲器、傳感器、透明導(dǎo)電薄膜以及碳納米管計(jì)算機(jī)等。

IBM的理論計(jì)算表明，若完全按照現(xiàn)有二維平面框架設(shè)計(jì)，相比硅基技術(shù)，碳管技術(shù)具備 15 代的技術(shù)優(yōu)勢。

另外，碳基材質(zhì)的特殊性，它能讓電路做到像創(chuàng)可貼一樣柔軟，半導(dǎo)體型單壁碳納米管有望在新一代柔性電子器件中獲得應(yīng)用。