Carbon Nanotubes kan vara nyckeln till snabbare telefoner

$config[ads_kvadrat] not found

How carbon nanotubes might boost solar energy - explained

How carbon nanotubes might boost solar energy - explained
Anonim

Forskare vid University of Wisconsin-Madison kan ha öppnat upp den största utvecklingen inom nanoteknik på mer än två decennier, och det kommer naturligtvis att påverka din smartphone.

Forskare där fann i ett nyligen test att den nyaste modellen av kolnanorörtransistorer höll en ström 1,9 gånger högre än traditionella silikontransistorer. Vid sin fulla potential kan nanorörtransistorerna uppträda upp till fem gånger bättre än kiseltransistorer.

"Detta genombrott i kolfanorubransistorns prestanda är en kritisk framsteg mot utnyttjandet av kolnanorör i logik, höghastighetskommunikation och andra halvledarelektroniksteknologier," berättar forskaren Dr. Michael Arnold i ett pressmeddelande.

Vänta, men vad är kolnanorör? De är helt enkelt cylindrar som helt består av kolatomer. De har det högsta förhållandet mellan vikt och vikt av något känt material som i kombination med deras flexibla och fjäderliknande struktur gör dem till ett eftertraktat alternativ till det kisel som används i de flesta datortransistorer. Först upptäckte 1991, packar de små strukturerna en stans, med en ounce-for-ounce-styrka som är 117 gånger starkare än stål.

Medan de i stor utsträckning diskuteras när det gäller kommersiell potential har forskare på NASA experimenterat med att använda kolnanorör för att bygga lättare rymdflygplan och forskare redovisar potential i militär och industriell användning också. Annan forskning har visat att kolanorrörbaserade skärmar är nästan 100 gånger mer resistenta än ITO (indiumtennoxid) pekskärmar.

I 2014 rapporterade IBM att de utvecklade CNT-chips som skulle vara klara för kommersiell användning år 2020. Men Wilfried Haensch, som leder IBM nanorubforskning, rapporterade vid den tidpunkten att företaget fortfarande kämpade för att räkna ut hur man krymper oxiden av batteriet utan att batteriet läcker ut.

Det finns ingen debatt att kolnanotubstransistorer är teoretiskt mycket snabbare än kiseltransistorer, men fram till nyligen avlägsnades orenheterna i dem också en utmaning för forskare. När kolnanorör växer, utvecklas endast två tredjedelar till den halvledande sorten som behövs för transistorer. Arnolds lab kunde skapa förutsättningar där nästan 99,9 procent av rören var halvledande.

Förbättringar av koldioxidnört teknik har varit snabba de senaste åren, men utmaningar över hur man faktiskt utnyttjar tekniken kvarstår.

"Det finns mer att räkna ut" berättar Arnold Omvänd. "Vi har gjort transistorer nu som är ledande än kiselövergångar men ett av de följande stegen gör det till en mer enhetlig process. Hur produktiv kanalen för varje transistor är kan variera mellan transistorer."

Hittills har de bara testat de förbättrade transistorerna på en tum i tumskala, knappast nog för att avgöra om de är klara att använda i en CPU som kan ta 100 s av transistorer att fungera.

Arnold berättar Omvänd den 2020 kan vara "en mycket aggressiv tidslinje" för en fullfjädrad nanobut dator, men att använda tekniken i mindre skala kan få en mer omedelbar inverkan.

Eftersom nanorörerna är så flexibla, erbjuder de också ett lovande alternativ till kisel för framtiden för bärbar elektronik.

"En annan riktigt lovande applikation är att göra väldigt höghastighets radiofrekvensförstärkare för cellulär kommunikation och trådlös kommunikation, säger Arnold, vars laboratorium kommer att fokusera på användningen av kolnanorör i kommunikationsteknik.

Kolfiberörtransistorer kan användas för att antingen erbjuda samma mängd bandbredd vid lägre effekt eller högre bandbredd för samma mängd ström.

$config[ads_kvadrat] not found