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碳纳米管比硅晶体管效能比可提高1000倍

日期:2016-08-25

碳纳米管具有优异的电气和机械性能,或催生速度更快的超级计算机和每月只需充电一次的智能手机。

据TechCrunch网站报道,碳纳米管属于一种超级材料——它是直径为1或2纳米的圆柱状物,它有包括从超级计算机到效能比更高的智能手机在内的许多梦幻般应用。问题是,它们不容易制造,推出商业化碳纳米管产品可能尚需10-15年。

碳纳米管是由碳元素构成的一种管状分子结构。特别是,碳纳米管(在1991年被偶然发现)以优异的电气和机械性能闻名。这些性能来自碳纳米管的结构。在纳米管中,碳原子以六边形螺旋的方式排列。

帕利克尔·阿贾俨(Pulickel M. Ajayan)和奥托·周(Otto Z. Zhou)教授表示,碳纳米管沿其直径的对称性,造成电子密度的巨大改变,使得它具有独特的电子特性。

TechCrunch表示,碳纳米管应用潜力很大。例如,麻省理工学院开发了一款能探测有毒物质的传感器,使用了基于碳纳米管技术的电路。目前计算机发展的趋势是低能耗、高性能,作为芯片材料,碳纳米管的性能优于硅。

斯坦福大学电子工程和计算机科学副教授萨巴辛·米特拉(Subhasish Mitra)说,“碳纳米管是一种可能与硅相辅相成的优异材料。”

米特拉及其在斯坦福大学的同事、电子工程教授菲利普·王(Philip Wong),在与IBM等机构合作,开发配置基于碳纳米管处理器的新一代计算机。他们的目标是开发一款采用碳纳米管技术、效能比增加的计算机原型产品。

米特拉表示,“如果利用碳纳米管晶体管取代硅晶体管,效能比可提高1000倍。”

米特拉指出,智能手机也是计算机,“用户可能拥有计算能力堪比沃森计算机的智能手机,智能手机甚至可以对数百万台传感器收集的数据进行处理”。对于能提供极高计算能力的技术,用户愿意买单。新一代智能手机的速度可能达到目前的30倍,而且只需每月充一次电。

在提到碳纳米管在“物联网等领域”的应用后,米特拉急于指出,碳纳米管的研究和制造是两码事。米特拉说,虽然研究取得了进展,“除非绝对有把握”,智能手机厂商可能不会采用新技术,“我们希望它们能更早地试用碳纳米管材料”。

TechCrunch称,米特拉表示,对于碳纳米管的商业化应用来说,10或15年是一个比较现实的时间表。

制造碳纳米管是个问题。例如,莱斯大学实验室开发了一种被称作“Teslaforesis”的工艺,制造能自我组装的碳纳米管。莱斯大学化学助理教授鲍罗·切鲁库里(Paul Cherukuri)在由该大学发布的一段视频中表示,“我们发现,在电场中,碳纳米管能自动串连起来,形成导线。”(元器件交易网 )

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