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纳米物理学:研究表明了更可靠的碳基微电子技术!

发表时间:2018-12-07浏览量:985

碳纳米管-具有令人难以置信的强度和导电性的圆柱形碳原子-为创造新的微米级低功率电子器件带来了巨大希望。但是,找到一种基于碳材料构建可靠计算平台的方法一直是研究人员面临的主要挑战。现在,佐治亚理工学院的一个机械和材料工程师团队已经设计出一种方法,用于识别由碳纳米管网络制成的晶体管的性能变化。这种新方法...
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碳纳米管 - 具有令人难以置信的强度和导电性的圆柱形碳原子 - 为创造新的微米级低功率电子器件带来了巨大希望。但是,找到一种基于碳材料构建可靠计算平台的方法一直是研究人员面临的主要挑战。

现在,佐治亚理工学院的一个机械和材料工程师团队已经设计出一种方法,用于识别由碳纳米管网络制成的晶体管的性能变化。这种新方法可以帮助研究人员创建更可靠的设备,并最终利用该技术应对各种应用,如可穿戴电子设备,传感器和天线。

“使用碳纳米管制造具有良好性能可重复性的薄膜晶体管一直是一项挑战,因为制造过程中存在随机缺陷,”George W. Woodruff机械工程学院副教授Satish Kumar说。“这些随机缺陷导致纳米管性能的变化 - 长度,直径和手性的差异。所有这些都会影响纳米管的导电性,从而导致这些性能变化。

“我们现在所做的是创建一种系统的方法来估计这些可以提高碳纳米管网络设备可靠性的变化,”他说。该研究的结果由美国国家科学基金会赞助。

虽然早期的研究已经研究了如何改进碳纳米管的生产方法以实现更高的均匀性,但Kumar的团队专注于以统计方式分析性能变化,从而使性能特征更加可估计。

“这种分析对于探索基于碳纳米管网络的电路的可靠性和稳定性以及设计有助于减少各种电子应用的电路性能变化的技术至关重要,”库马尔在佐治亚州研究生陈嘉璐的论文中写道。技术。

虽然一些碳纳米管以与硅等半导体相同的方式导电,但某些碳纳米管具有更类似于金属的导电性。后一种类型称为金属碳纳米管。这种金属碳纳米管在网络中的普遍存在与性能问题有关。

该研究发现,金属性碳纳米管在具有短沟道的薄膜晶体管中引起的性能变化比具有长沟道的薄膜晶体管更多,这意味着器件设计者可以通过使用具有更高浓度的长沟道薄的网络来实现更高的性能。薄膜晶体管。

研究人员还发现,只要纳米管网络密集,碳纳米管长度的变化似乎对性能的影响就会减小。“我们的研究结果表明,薄膜晶体管的性能可变性可以通过相关参数的分布函数进行重建,这将有助于我们创建更可靠的电路,以实现下一代低成本的柔性微电子,”Kumar说。

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