Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » ترانزستور تأثير المجال لأنابيب الكربون النانوية (CNTFET)

ترانزستور تأثير المجال لأنابيب الكربون النانوية (CNTFET)

1998
  • Sumio Iijima
  • Cees Dekker
  • Phaedon Avouris
Carbon Nanotube Field-Effect Transistor in a laboratory setting, materials science application.

(صورة توضيحية فقط)

أ Carbon Nanotube تأثير المجال الترانزستور تستخدم تقنية الترانزستور النانوي الكربوني (CNTFET) أنبوبًا نانويًا كربونيًا واحدًا أو مجموعة من الأنابيب النانوية الكربونية كمادة للقناة بدلًا من السيليكون الصلب. وبحسب بنيته الحلزونية (ترتيب شبكة الجرافين الخاصة به)، يمكن أن يكون الأنبوب النانوي الكربوني معدنيًا أو شبه موصل، مما يجعله لبنة بناء متعددة الاستخدامات للأجهزة النانوإلكترونية ذات إمكانات أداء فائقة.

A CNTFET operates on the same principle as a conventional MOSFET. It has a source, a drain, and a gate terminal. The key difference is the channel, which is formed by one or more carbon nanotubes. When a voltage is applied to the gate, it creates an electric field that modulates the conductivity of the semiconducting CNT, turning the flow of current between the source and drain ‘on’ or ‘off’. The exceptional properties of CNTs make them highly attractive for this application. They exhibit extremely high carrier mobility, meaning electrons can travel through them with very little scatteringوهذا يُترجم إلى سرعات تبديل أسرع وقدرة أعلى على حمل التيار. يوفر هيكلها أحادي البعد تحكمًا كهروستاتيكيًا ممتازًا بواسطة البوابة، مما يقلل من تأثيرات القناة القصيرة التي تُعاني منها ترانزستورات السيليكون المصغرة.

مع ذلك، حالت تحديات كبيرة دون التسويق التجاري الواسع النطاق لأنابيب الكربون النانوية النانوية. ومن أهم هذه التحديات تركيب أنابيب الكربون النانوية. تُنتج طرق التركيب التقليدية مزيجًا من الأنابيب النانوية المعدنية وشبه الموصلة. تعمل الأنابيب المعدنية كدوائر قصر، مما يمنع الترانزستور من التوقف تمامًا ويؤدي إلى تسرب طاقة عالي. يُعد فصل هذه الأنواع بنقاء 100% على نطاق واسع أمرًا صعبًا ومكلفًا. ويتمثل تحدٍّ آخر في وضع أنابيب الكربون النانوية بمحاذاة وكثافة دقيقتين على رقاقة. وأخيرًا، يُعدّ توصيل أطراف الأنابيب النانوية بوصلات كهربائية منخفضة المقاومة أمرًا بالغ الأهمية، وقد يُحدّ من الأداء العام للجهاز.

على الرغم من هذه التحديات، فقد أحرز البحث تقدماً ملحوظاً. طُوّرت تقنيات لإزالة الأنابيب النانوية الكربونية المعدنية بشكل انتقائي أو لتحويلها إلى أنابيب شبه موصلة. كما بُنيت نماذج لدوائر معقدة، بما في ذلك معالج دقيق 16 بت، باستخدام ترانزستورات الأنابيب النانوية الكربونية، مما أثبت جدوى هذه التقنية. وتجعلها خصائصها الفريدة مثالية لتطبيقات مبتكرة، مثل أجهزة الاستشعار الحيوية عالية الحساسية، حيث تتغير موصلية الأنابيب النانوية الكربونية بشكل كبير عند ارتباط جزيء مستهدف بها، وللإلكترونيات المرنة نظراً لقوتها الميكانيكية ومرونتها المتأصلة.

UNESCO Nomenclature: 3313
– Materials science

يكتب

Physical Device

خلل

Substantial

الاستخدام

Emerging Technology

مقدمات

  • invention of the field-effect transistor (FET)
  • اكتشاف الفوليرينات
  • اكتشاف وتركيب أنابيب الكربون النانوية
  • تطوير تقنيات تصنيع أشباه الموصلات (الطباعة الحجرية والترسيب)

التطبيقات

  • إلكترونيات عالية التردد
  • أجهزة الاستشعار الكيميائية والبيولوجية
  • إلكترونيات مرنة وشفافة
  • بديل محتمل للسيليكون في الدوائر المنطقية المستقبلية

براءات الاختراع:

  • US6835601B2
  • US7015501B2

أفكار ابتكارية محتملة

  • أجهزة استشعار ذاتية التشغيل تحصد الطاقة من الاهتزازات المحيطة باستخدام أنابيب الكربون النانوية الكهرضغطية
  • الإلكترونيات المقاومة للإشعاع للتطبيقات الفضائية
  • أجهزة الاتصال بتردد تيراهرتز
  • implantable neural interfaces with high biocompatibility
  • ترانزستورات شفافة لشاشات العرض الأمامية المدمجة في النظارات
  • مولدات حرارية كهربائية فائقة الكفاءة باستخدام صفائف الأنابيب النانوية الكربونية
  • أجهزة منطقية تعتمد على الدوران باستخدام جهات اتصال مغناطيسية على أنابيب الكربون النانوية
  • artificial البناء الضوئي systems using CNTs as charge separation and transport channels
Related to: CNTFET, carbon nanotube, field-effect transistor, carrier mobility, chirality, nanoelectronics, post-silicon technology, flexible electronics.

السياق التاريخي

ترانزستور تأثير المجال لأنابيب الكربون النانوية (CNTFET)

1992
1993-07-22
1996
1998
1999
2000
2000
1992
1993
1994
1997
1998
1999-05-01
2000
2000

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.