世界第一個納米碳管開關研制成功

　　《自然》雜志8月14日消息，科學家們日前展示了世界上第一個完全由納米碳管制成的電路開關，他們希望這種成本更低、體積更小、速度更快的納米碳管元件能夠代替硅芯片。
　　　
　　這種元件是一種Y型納米管，而它的作用和普通家用的晶體管一樣。從一個支管流向另一個支管的電流受到第三支管電壓的控制來完成開關動作，而且永遠只有兩種情況，要么開，要么關。
　　
　　“納米管開關體積小、靈活的開關動作絕對適合成為新一代的晶體管材料，” 美國圣地亞哥市加利福尼亞大學的材料科學家Prabhakar Bandaru表示，他是發明這種納米碳管開關的研究團隊的負責人。
　　　
　　科學家們在《自然材料學》上發表了研究報告，通過在直納米管的生長過程中添加一種鈦鐵催化劑來制造Y型納米管。在一個催化劑粒子粘附到納米管的一側時，就形成了一個新的支管。
　　　
　　傳統的晶體管是由數層半導體材料構成，比如說硅。目前隨著制造技術的進步，芯片的體積已經變得更小，賦予了臺式電腦更加強大的計算能力。
　　　
　　但是在元件的體積越來越小的同時，漏電情況也變得越來越嚴重，導致溫度升高、廢熱，并且使有些本應關閉狀態的開關依然處于開啟狀態。但是，硅芯片的體積看起來已經不可能進一步縮小了。
　　　
　　所以科學家們正嘗試尋找新方法，用納米碳管來起到相同的作用。碳分子管卷不僅能夠導電，而且比硅電路的體積更小，大概只有一米的十億分之幾。
　　　
　　納米碳管還能夠通過更加低廉的化學方法來制造，這樣一來就能避免目前電路制造技術中費時費力的增層和蝕刻等工序�！斑@能夠幫助我們實現制造體積更小、功能性更加復雜的儀器，” 瑞典盧德大學的物理學家許洪其（音譯）解釋說。
　　　
　　科學家們已經使用納米碳管制成了邏輯電路，但是這些電路需要金屬“關卡”來控制電荷流動。許表示，實現這樣的目標需要分好幾步才能完成，所以與傳統電子元件相比，這種產品在經濟成本方面完全沒有競爭性。
　　　
　　Bandaru進一步解釋說，新的電子儀器中所需要的“關卡”是納米結構的一部分，也就是說整個結構是完全獨立的，而科學家們能夠調整納米碳管中央的催化劑粒子來實現改變儀器的切換性質——例如在不同的電壓間切換等。
　　　
　　目前這一研究小組正嘗試研制T型和X型的納米碳管來實現其它不同的功能。“未來可能實現的種種可能，我就會興奮不已，” Bandaru說。