奈米碳管查看源代码讨论查看历史

奈米碳管重量轻且与钻石一样坚硬，是由碳原子制成的管子。它们比金属管更容易导热。气体可以代替半导体中的矽来制造替代半导体。此外，它可以存储以备将来使用。NEC 的日本研究人员于 1991 年发现了一种碳管。它是一种直径为 1 至 30 纳米的圆柱形碳材料。当时日本人正在研究碳 60，并在此过程中发现了奈米碳管。这种管既柔软又坚固，具有良好的化学稳定性、导热性和导电性。新材料和机器是通过将木材、钢和矽切成小块并研磨而成的。这种传统的制造方法可以追溯到 1900 年代初期。奈米碳管是用于制造电视、电脑显示器和飞机的新型复合材料的关键组成部分。它们还用于制造氢燃料汽车的燃料电池膜。在矽取代铁成为复合骨架的主要材料后，碳纳米管或将取代它，成为尖端产业。

奈米碳管难以代替矽使用。因为它们在布置在晶圆上时往往会聚集成束，因此会导致晶体管发生故障。这就是为什么由 Max Shulaker 领导的麻省理工学院的一个团队在将大部分奈米碳管布置在晶圆上后必须摆脱它们的原因。通过进行这种调整，该团队能够制造出成功的晶体管。

Shulaker 的研究小组发现，最终产品中大约 0.01% 的奈米碳管会表现出金属特性。这意味著研究人员想要使用的半导体特性会在他们的读数中丢失。因此，舒拉克团队在他们的研究中提供了减少金属纳米管影响的特定技术。

目前，矽制造的晶体管只有几十纳米。奈米碳管晶体管要大得多，以毫米为单位。但是，它们每秒只能切换一百万次；今天的设计每秒可以切换超过 10 亿次。至于舒拉克团队生产的芯片，它包含超过 14,000 个碳纳米管晶体管。这些与 1980 年代的矽晶体管大致相当。

奈米碳管薄、坚固且导电。它们还比石墨或石墨烯储存更多的能量，这使它们成为两者的绝佳替代品。它们可用于锂离子电池甚至太阳能电池的电力存储。有些人甚至认为奈米碳管可以改善生物医学设备的功能。它在电子工程之外，这使它很漂亮。

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