Maison » Transistor à effet de champ à nanotubes de carbone (CNTFET)

Transistor à effet de champ à nanotubes de carbone (CNTFET)

1998
  • Sumio Iijima
  • Cees Dekker
  • Phaedon Avouris
Transistor à effet de champ à nanotubes de carbone en laboratoire, application à la science des matériaux.

(generate image for illustration only)

A Carbon Nanotube Field-Effect Transistor (CNTFET) utilizes a single carbon nanotube (CNT) or an array of CNTs as the channel material instead of bulk silicon. Depending on its chirality (the arrangement of its graphene lattice), a CNT can be either metallic or semiconducting, making it a versatile building block for nanoelectronic devices with superior performance potential.

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 scattering, which translates to faster switching speeds and higher current-carrying capacity. Their one-dimensional structure provides excellent electrostatic control by the gate, reducing short-channel effects that plague scaled-down silicon transistors.

Cependant, des obstacles majeurs ont empêché la commercialisation à grande échelle des CNTFET. La synthèse des NTC constitue un obstacle majeur. Les méthodes de synthèse classiques produisent un mélange de nanotubes métalliques et semi-conducteurs. Les nanotubes métalliques agissent comme des courts-circuits, empêchant le transistor de se bloquer complètement et provoquant d'importantes fuites de puissance. Séparer ces types de nanotubes avec une pureté de 100 % à grande échelle est difficile et coûteux. Un autre défi consiste à placer les NTC sur une plaquette avec un alignement et une densité précis. Enfin, la réalisation de contacts électriques à faible résistance aux extrémités des nanotubes est complexe et peut limiter les performances globales du dispositif.

Despite these issues, research has made significant progress. Techniques have been developed to selectively remove metallic CNTs or to convert them into semiconducting ones. Demonstrations of complex circuits, including a 16-bit microprocessor, have been built using CNTFETs, proving the viability of the technology. Their unique properties also make them ideal for novel applications like highly sensitive biosensors, where the CNT’s conductance changes dramatically upon the attachment of a target molecule, and for flexible electronics due to their inherent mechanical strength and flexibility.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Science des matériaux

Taper

Dispositif physique

Perturbation

Substantiel

Usage

Emerging Technology

Précurseurs

  • invention du transistor à effet de champ (FET)
  • découverte des fullerènes
  • découverte et synthèse de nanotubes de carbone
  • développement de techniques de fabrication de semi-conducteurs (lithographie, dépôt)

Applications

  • électronique haute fréquence
  • capteurs chimiques et biologiques
  • électronique flexible et transparente
  • remplacement potentiel du silicium dans les futurs circuits logiques

Brevets:

  • US6835601B2
  • US7015501B2

Idées d'innovations potentielles

!niveaux !!! Adhésion obligatoire

Vous devez être membre de l'association pour accéder à ce contenu.

S’inscrire maintenant

Vous êtes déjà membre ? Connectez-vous ici
Related to: CNTFET, carbon nanotube, field-effect transistor, carrier mobility, chirality, nanoelectronics, post-silicon technology, flexible electronics.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

DISPONIBLE POUR DE NOUVEAUX DÉFIS
Ingénieur mécanique, chef de projet, ingénierie des procédés ou R&D
Développement de produits efficace

Disponible pour un nouveau défi dans un court délai.
Contactez-moi sur LinkedIn
Intégration électronique métal-plastique, Conception à coût réduit, BPF, Ergonomie, Appareils et consommables de volume moyen à élevé, Production allégée, Secteurs réglementés, CE et FDA, CAO, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, ISO 13485 médical

Nous recherchons un nouveau sponsor

 

Votre entreprise ou institution est dans le domaine de la technique, de la science ou de la recherche ?
> envoyez-nous un message <

Recevez tous les nouveaux articles
Gratuit, pas de spam, email non distribué ni revendu

ou vous pouvez obtenir votre adhésion complète - gratuitement - pour accéder à tout le contenu restreint >ici<

Contexte historique

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Retour en haut

Vous aimerez peut-être aussi