奈米碳管查看源代码讨论查看历史

奈米碳管重量輕且與鑽石一樣堅硬，是由碳原子製成的管子。它們比金屬管更容易導熱。氣體可以代替半導體中的矽來製造替代半導體。此外，它可以存儲以備將來使用。NEC 的日本研究人員於 1991 年發現了一種碳管。它是一種直徑為 1 至 30 納米的圓柱形碳材料。當時日本人正在研究碳 60，並在此過程中發現了奈米碳管。這種管既柔軟又堅固，具有良好的化學穩定性、導熱性和導電性。新材料和機器是通過將木材、鋼和矽切成小塊並研磨而成的。這種傳統的製造方法可以追溯到 1900 年代初期。奈米碳管是用於製造電視、電腦顯示器和飛機的新型複合材料的關鍵組成部分。它們還用於製造氫燃料汽車的燃料電池膜。在矽取代鐵成為複合骨架的主要材料後，碳納米管或將取代它，成為尖端產業。

奈米碳管難以代替矽使用。因為它們在佈置在晶圓上時往往會聚集成束，因此會導致晶體管發生故障。這就是為什麼由 Max Shulaker 領導的麻省理工學院的一個團隊在將大部分奈米碳管佈置在晶圓上後必須擺脫它們的原因。通過進行這種調整，該團隊能夠製造出成功的晶體管。

Shulaker 的研究小組發現，最終產品中大約 0.01% 的奈米碳管會表現出金屬特性。這意味著研究人員想要使用的半導體特性會在他們的讀數中丟失。因此，舒拉克團隊在他們的研究中提供了減少金屬納米管影響的特定技術。

目前，矽製造的晶體管只有幾十納米。奈米碳管晶體管要大得多，以毫米為單位。但是，它們每秒只能切換一百萬次；今天的設計每秒可以切換超過 10 億次。至於舒拉克團隊生產的芯片，它包含超過 14,000 個碳納米管晶體管。這些與 1980 年代的矽晶體管大致相當。

奈米碳管薄、堅固且導電。它們還比石墨或石墨烯儲存更多的能量，這使它們成為兩者的絕佳替代品。它們可用於鋰離子電池甚至太陽能電池的電力存儲。有些人甚至認為奈米碳管可以改善生物醫學設備的功能。它在電子工程之外，這使它很漂亮。

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