全新微型晶体管了解下？只有头发1/25000细的单个碳纳米管

财联社（上海，编辑 黄君芝）讯，据报道，一个国际研究小组将一种独特的工具插入到电子显微镜中，创造了一个只有人的头发宽度1/25000的晶体管。这项研究成果已发表在《科学》杂志上，来自日本、中国、俄罗斯和澳大利亚的研究人员参与了这项于五年前开始的项目。

领导该研究项目的昆士兰大学材料科学中心联合主任Dmitri Golberg教授指出，这项成果是一个“非常有趣的基础性发现”，它可能会为未来几代先进计算设备的微型晶体管的发展开辟一条道路。

“在这项工作中，我们已经证明了控制单个碳纳米管的电子特性是可能的，”他补充说。

研究人员通过同时施加一个力和低电压，加热由几层组成的碳纳米管，直到外管壳分离并只留下一个单层纳米管，从而创造出了微型晶体管。在此过程中，热量和应变改变了纳米管的“相似性”，这意味着碳原子连接在一起形成纳米管壁的单原子层的模式被重新排列。连接碳原子的新结构的结果是，纳米管被转化为一个晶体管。

研究论文的第一作者、来自日本国际材料纳米架构中心的Dai-Ming Tang博士表示，这项研究证明了操纵纳米管的分子特性来制造纳米级电气设备的能力。Tang博士于五年前开始从事该项目。

“半导体碳纳米管在制造高能效的纳米晶体管、从而构建超越硅的微处理器方面非常有发展前景。然而，控制单个碳纳米管的特性仍是一个巨大的挑战，它独特地决定了原子的几何形状和电子结构。在这项工作中，我们通过加热和机械应变来改变金属纳米管段的局部特性、设计并制造了碳纳米管分子内晶体管。”他补充道。

Golberg教授则表示，这项研究展示了创造微型晶体管的基础科学，这是朝着建立超越硅微处理器迈出的有希望的一步。晶体管用于切换和放大电子信号，通常被称为包括计算机在内的所有电子设备的“构建块”。比如苹果对外公布的，为未来iPhone手机提供动力的芯片包含有150亿个晶体管。

几十年来，计算机行业一直专注于开发越来越小的晶体管，但面临着硅的局限性。近年来，研究人员在开发纳米晶体管方面取得了重大进展。纳米晶体管非常小，数以百万计的纳米晶体管可以装在一个大头针的头部。

“晶体管小型化到纳米级，是现代半导体产业和纳米技术的一大挑战，”Golberg教授说，“目前的发现，虽然不适合大规模生产微型晶体管，但显示了一种新的制造原理，并开辟了一个新的领域。”