硅半导体的完美替代品？中国碳纳米管新研究登上《自然》子刊

电子工程领域一直有一种说法，到2020年底，硅互补金属氧化物半导体(CMOS)的应用将开始迅速减少。问题在于，现实难以佐证这种说法，到目前为止，还没有一种替代材料既能有效地维持新设备的计算能力，又具备良好的能源效率。

当然，在过去几年中，全球科学家们也为这件事做了不少准备，至少有几种可能可以替代CMOS器件的产品已经提出。其中最有潜力的当属基于碳纳米管(CNT)的电子器件。

最新的研究成果来自国内，由北京大学和湘潭大学共同进行的研究讨论了纳米管的CMOS场效应晶体管的发展，同时也论证了碳纳米管的优势。

相关论文《碳纳米管数字电子学》(Carbon nanotube digital electronics)刚刚发布在《自然》子刊《自然-电子学》上。

论文概述称：“现在已有多种方法可以制备适用于集成电路的高纯度半导体碳纳米管，也证明了5纳米管晶体管具有优于硅CMOS的性能……我们研究了以纳米管为基础的CMOS场效应晶体管的发展，以及可用于制造集成电路的不同纳米管材料系统。”

实际上，业界关于碳纳米管的研究早在进行，像结构和电子性质之类的特性已经摸索除了很多，新研究主要集中在单个碳纳米管的具体参数上。

“碳纳米管是一种理想的电子材料，它可以解决其他半导体根本无法解决的问题，尤其是当其尺寸小于10纳米时，”研究人员表示，“在这项工作中，我们证明了基于碳纳米管的电子技术有潜力在极大超越硅技术(实验证明有十倍以上的优势)，而且大规模集成电路可以用碳纳米管来构建。”