科学家将碳纳米管变成微型晶体管

2022年1月5日整理发布：使用透射电子显微镜，由国际材料纳米结构中心和昆士兰科技大学领导的一组材料科学家创造了一个碳纳米管晶体管，比人类头发的宽度小 25,000。

用于开关和放大电子信号的晶体管通常被称为所有电子设备(包括计算机)的构建块。

几十年来，计算机行业一直专注于开发越来越小的晶体管，但面临着硅的局限性。

近年来，研究人员在开发纳米晶体管方面取得了重大进展，纳米晶体管非常小，数以百万计的晶体管可以装在针头上。

“在这项工作中，我们已经证明控制单个碳纳米管的电子特性是可能的，”资深作者、国家材料科学研究所国际材料纳米结构中心研究员 Dmitri Golberg 教授说。昆士兰科技大学材料科学与化学与物理学院。

在研究中，Golberg 教授和他的同事通过同时施加一个力和低电压来加热一个由几层组成的碳纳米管，直到外管壳分离，只留下一个单层纳米管，从而制造了一个微型晶体管。

然后热量和应变改变了纳米管的手性，这意味着碳原子结合在一起形成纳米管壁的单原子层的模式被重新排列。

连接碳原子的新结构的结果是将纳米管转变为晶体管。

“这项研究证明了操纵纳米管的分子特性来制造纳米级电气设备的能力，”第一作者、国家材料科学研究所国际材料纳米结构中心研究员 Dai-Ming Tang 博士说。

“半导体碳纳米管有望用于制造节能纳米晶体管以构建超硅微处理器。”

“然而，控制单个碳纳米管的手性仍然是一个巨大的挑战，它独特地决定了原子几何形状和电子结构。”

“在这项工作中，我们通过加热和机械应变改变金属纳米管片段的局部手性，设计并制造了碳纳米管分子内晶体管。”

Golberg 教授说：“证明制造微型晶体管的基础科学的研究是朝着构建超硅微处理器迈出的有希望的一步。”

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