新型碳纳米管的薄膜晶体管问世

日本名古屋大学的科学家孙东明（音译）和同事以及芬兰阿尔托大学科学家在最新一期《自然·纳米技术》杂志上，介绍了用这种新碳纳米管制造薄膜晶体管和柔性集成电路的研究。

碳纳米管的电子属性可以分为金属性和半导体性两种，且这两种属性的碳纳米管相互“粘连”成绳索状或束状，这时金属性比半导体性还要强，而只有半导体性的纳米管才可用作晶体管，这就使碳纳米管的用途大打折扣。尽管金属性可增加晶体管载荷子的运动能力，但它也能降低晶体管的开关频率。

最新研究中，科学家研发出了一种制造碳纳米管的新方式，让纳米管的金属性和半导体性之间的平衡达到了最优化。新纳米管网络中包含有直的、相对较长（10微米）的纳米管（其中30%是金属），而且，新网络的纳米管之间Y形接口比X形接口多，其电阻也更低。

科学家使用这种新纳米管网络制造出了薄膜晶体管，与以前的纳米晶体管相比，新晶体管的载荷子运动能力和开关频率都很高。研究人员表示，运动能力高主要得益于纳米管网络独特的形态；开关频率高则源于构造过程可以控制金属纳米管的密度，使其密度更低。

科学家还制造出了能处理顺序逻辑的集成电路，这是迄今为止首个基于碳纳米管的顺序逻辑集成电路。在该电路中，输出值不仅取决于当前的输入值，也取决于历史输入值，这使其具有存储或者记忆能力。

该研究的联合作者、名古屋大学教授大野裕表示，通过让制造过程规模化并使用改进后的印刷技术，科学家可以使用这些基于纳米管的薄膜晶体管，制造出廉价的柔性电子产品，比如智能手机和电子纸等。并有望在5年内实现商业化生产。