Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
घर » कार्बन नैनोट्यूब फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (CNTFET)

कार्बन नैनोट्यूब फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (CNTFET)

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

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

A Carbon Nanotube क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (CNTFET) चैनल सामग्री के रूप में बल्क सिलिकॉन के बजाय एक एकल कार्बन नैनोट्यूब (CNT) या CNT की एक श्रृंखला का उपयोग करता है। इसकी काइरालिटी (ग्राफीन जाली की व्यवस्था) के आधार पर, एक CNT धात्विक या अर्धचालक हो सकता है, जो इसे बेहतर प्रदर्शन क्षमता वाले नैनोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक बहुमुखी निर्माण खंड बनाता है।

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 बिखरनेइसके परिणामस्वरूप स्विचिंग गति तेज होती है और करंट ले जाने की क्षमता अधिक होती है। इनकी एक-आयामी संरचना गेट द्वारा उत्कृष्ट इलेक्ट्रोस्टैटिक नियंत्रण प्रदान करती है, जिससे छोटे आकार के सिलिकॉन ट्रांजिस्टरों में पाई जाने वाली शॉर्ट-चैनल समस्याओं को कम किया जा सकता है।

हालांकि, कई महत्वपूर्ण चुनौतियों ने सीएनटी के व्यापक व्यावसायीकरण को बाधित किया है। एक प्रमुख बाधा सीएनटी का संश्लेषण है। सामान्य संश्लेषण विधियों से धात्विक और अर्धचालक नैनोट्यूबों का मिश्रण प्राप्त होता है। धात्विक नैनोट्यूब शॉर्ट सर्किट की तरह कार्य करते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर पूरी तरह से बंद नहीं हो पाता और उच्च विद्युत रिसाव होता है। बड़े पैमाने पर इन प्रकारों को 100% शुद्धता के साथ अलग करना कठिन और महंगा है। एक अन्य चुनौती सीएनटी को वेफर पर सटीक संरेखण और घनत्व के साथ स्थापित करना है। अंत में, नैनोट्यूबों के सिरों पर कम प्रतिरोध वाले विद्युत संपर्क बनाना आसान नहीं है और इससे उपकरण का समग्र प्रदर्शन सीमित हो सकता है।

इन समस्याओं के बावजूद, अनुसंधान में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। धात्विक सीएनटी को चुनिंदा रूप से हटाने या उन्हें अर्धचालक सीएनटी में परिवर्तित करने की तकनीक विकसित की गई है। सीएनटीएफईटी का उपयोग करके 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर सहित जटिल सर्किटों का प्रदर्शन किया गया है, जो इस तकनीक की व्यवहार्यता को सिद्ध करता है। इनके अद्वितीय गुण इन्हें उच्च संवेदनशीलता वाले बायो सेंसर जैसे नए अनुप्रयोगों के लिए भी आदर्श बनाते हैं, जहां लक्ष्य अणु के जुड़ने पर सीएनटी की चालकता में नाटकीय परिवर्तन होता है, और इनकी अंतर्निहित यांत्रिक शक्ति और लचीलेपन के कारण लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए भी ये उपयुक्त हैं।

UNESCO Nomenclature: 3313
सामग्री विज्ञान

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

उभरती प्रौद्योगिकी

शगुन

  • invention of the field-effect ट्रांजिस्टर (FET)
  • फुलरीन की खोज
  • कार्बन नैनोट्यूब की खोज और संश्लेषण
  • सेमीकंडक्टर निर्माण तकनीकों (लिथोग्राफी, डिपोजिशन) का विकास

आवेदन

  • उच्च-आवृत्ति इलेक्ट्रॉनिक्स
  • रासायनिक और जैविक सेंसर
  • लचीले और पारदर्शी इलेक्ट्रॉनिक्स
  • भविष्य के लॉजिक सर्किट में सिलिकॉन के संभावित प्रतिस्थापन

पेटेंट:

  • US6835601B2
  • US7015501B2

संभावित नवाचार विचार

  • स्व-संचालित सेंसर जो पीजोइलेक्ट्रिक सीएनटी का उपयोग करके परिवेशीय कंपन से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
  • अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए विकिरण-प्रतिरोधी इलेक्ट्रॉनिक्स
  • टेराहर्ट्ज़-आवृत्ति संचार उपकरण
  • implantable neural interfaces with high biocompatibility
  • चश्मे में एकीकृत हेड-अप डिस्प्ले के लिए पारदर्शी ट्रांजिस्टर
  • सीएनटी सरणियों का उपयोग करके अति-कुशल थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर
  • सीएनटी पर चुंबकीय संपर्कों का उपयोग करके स्पिन-आधारित लॉजिक उपकरण
  • artificial प्रकाश संश्लेषण 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.

ऐतिहासिक संदर्भ

कार्बन नैनोट्यूब फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (CNTFET)

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

नवीनतम परिवर्धन

शीर्ष पोस्ट और लेख

शीर्ष मूल उपकरण

10वां वर्ष सालगिरह

पंजीकृत सदस्यों के लिए पूर्ण आकार की छवियाँ और डाउनलोड 100% निःशुल्क उपलब्ध हैं।