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碳纳米管有望替代半导体新材料
军工资源网    2019-12-06 01:05:04    文字:【】【】【
日媒称,碳纳米管研究意在代替硅制半导体,该领域主要由中美的大学和新创企业拉动研究,而碳纳米管的发现国日本的存在感却正在下降。据《日本经济新闻》11月28日报道,直径为1纳米左右的碳纳米管被发现具备重量轻且强韧的特色,在导电性等方面也具备有趣的性能,1991年,由日本名城大学终身教授饭岛澄男在任职于日本电气公司(NEC)时发现。

碳纳米管有望替代半导体新材料 日媒感叹日本存在感低

它与呈球状的“富勒烯”和呈片状的“石墨烯”一起,成为2000年前后热门的纳米技术领域的代表性材料。


据了解,在纳米技术研究领域,碳纳米管是一种很独特的材料,直径只有人类头发的5万分之一,能导热导电,硬度是钢铁的50倍。在储存领域,因为其特性为非挥发性,碳纳米管用来当做储存芯片使用,即便断电也不会清除储存在上面的信息。除了读写速度是普通闪存的1000倍之外,同时可提供功耗更低,更具可靠性与耐用性的存储器,而且生产成本更低。


报道介绍,根据碳原子连接方式的不同,碳纳米管分为容易导电的金属型,以及与硅具有相同性质的半导体型两种。将其用作电子元件的研究一度较为活跃,但因无法顺利分离金属型和半导体型,一直没有取得明显进展。


2016年,富士通的半导体子公司“富士通半导体”与总部位于美国的Nantero公司达成协议,双方致力于碳纳米管存储器的开发与生产。


据报道,美国的Nantero拥有精密制造碳纳米管的自主技术,该公司计划在2020年之前造出容量为2MB-16MB级别的试制品。这种产品与目前主流的闪存形成竞争,据悉其耗电量不到四分之一,能用于各种信息终端设备。


富士通半导体的统括部长代理斋藤仁期待称,“将成为符合所有产品都接入互联网的物联网(IoT)时代的存储元件”。


报道称,美国麻省理工学院8月集成约1.4万个以上的碳纳米管,开发出了成为CPU(中央处理器)核心部分的电路。还驱动了简单的程序。


熟悉碳材料的名古屋大学教授伊丹健一郎评价称,“这是划时代的成果,显示出能实现理论上可行的创意”。其还补充说,未来如果能如愿合成所需的碳纳米管,“有望实现进一步发展”。


在中国,北京大学和清华大学等也在开发采用碳纳米管的运算元件。


报道指出,日本的碳纳米管的应用预计在锂离子电池电极材料等方面具有潜力,在材料领域较为活跃。但是,电子领域的应用研究随着日本国内半导体厂商的衰落而低迷。日本产业技术综合研究所的名誉研究员汤村守雄表示,“就算在大学有出色的研究,也没有企业来加以实用化,而且国家的支援也不够。必须磨练强有力的技术,避免败给海外企业”。

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