微电子世界中碳纳米管<%=id%>

碳纳米管是由类似石墨结构的六边形网格卷绕而成的中空的“微管”它们具有奇特的电学、力学和光学性能，纳米管可做化学探针和基因探针，机械存储器，纳米镊子，超敏感传感器，存储氢和离子，更灵敏的扫描显微镜，以及作为超强材料等，但是碳纳米管最主要的应用可能是制造更快、更有效、寿命更长的电子器件，碳纳米管获得应用的第一个领域是电子学领域。不少研究机构已成功地利用碳纳米管制成了能够工作的电子器件。IBM公司的P.G.Collins等采用单根半导体碳纳米管和它两端的金属电极做成了一种场效应晶体管（FET）。通过向第三电极施加电压，可以控制纳米管中电流的开关。这种器件在室温下的工作特性和流行的硅器件非常相似。门电极对FET的导电性的调制因子比硅FET要大106倍或更高一些。纳米及开关的时钟频率可以比现有的处理器快1000倍，即达到1太赫（1012Hz）以上。具有不同禁带宽度的纳米管的集合应当具有发光二极管的特性，甚至于成为一种纳米级的激光器。现已能做出一种完全用纳米管做成的纳米电路，其中包括导线、开关和记忆元件。这种在分子水平上的工作利用了量子效应，同时推动了传统器件的小型化。但要指出的是，这类电路的制造要达到现在制造硅芯片的生产规模和高度的自动化水平，还有很长的路要走。碳纳米管可以做成纳米管显示器。日本的Ise电子公司用纳米管复合材料做成了6种颜色的真空管，其亮度比一般的灯管高一倍，不仅寿命高，而且能效至少高10倍。第一个样灯的寿命达到1000小时以上。三星公司在控制电子器件上覆盖一薄层纳米管，然后把涂有发光体的玻璃在上面，制成了一个原型平板显示器，它的亮度可与阴极射线管媲美，而功耗只有前者的十分之一。该产品将在2001年上市。碳纳米管的尺寸效应已变得越来越重要。已有人设想利用电子自旋开发新型的，而不是像普通电子器件那样只对电荷数作出反应。最近有人在纳米管中发现了所谓的库仑阻塞效应，电子只能一个个地进入，能够强力地阻止“插队”的电子。这种现象可用来制造单电子晶体管，可能是电子器件中灵敏度最高的。纳米管不仅能推动器件的小型化，还能构造完全以量子效应为基础的新器件。

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