美建成世界首台碳纳米管计算机 或开启新时代

2013年09月26日 16:55
来源：新华网 作者：郭爽

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原标题：美建成世界首台碳纳米管计算

新华网洛杉矶9月25日电（记者 郭爽）美国斯坦福大学研究人员25日报告说，他们已建成全球第一台完全使用碳纳米管的计算机。专家认为，这一成果或将开启电子设备新时代。

目前，用于制造电子设备中的晶体管的主流半导体材料是硅。一段时间以来，人们一直在讨论利用碳纳米管代替硅制造电子设备的可能性。约15年前，科研人员开始尝试用碳纳米管制造晶体管，然而一直无法完全依靠碳纳米管造出完善的电子设备。

美国斯坦福大学研究人员在最新一期《自然》杂志上报告说，用碳纳米管代替硅制造晶体管无法取得突破，主要因为作为半导体材料，碳纳米管有两方面内在缺陷：首先，碳纳米管很难被整齐排列形成晶体管电路。其次，由碳纳米管排列方式所致，被制成晶体管后，它们其中一部分像金属一样总是具有导电性，而不像其他半导体材料制成的晶体管那样可以开关电流。

在用碳纳米管研制晶体管过程中，斯坦福大学研究人员找到一个双管齐下的方法规避上述缺陷，他们称之为“不受缺陷影响的设计”。一方面，研究人员设计出一种聪明的计算方法，可以自动忽略排列混乱的那部分碳纳米管。另一方面，他们将晶体管电路中总是具有导电性的那部分充电烧毁，结果就得到一个正常的电路。

研究人员利用该设计方法建成的碳纳米管计算机芯片包含178个晶体管，其中每个晶体管由10至200个碳纳米管构成。不过，这一设备只是未来碳纳米管电子设备的基本原型，目前只能运行支持计数和排列等简单功能的操作系统。

专家认为，受限于硅自身性质，传统半导体技术已经趋近极限，而这项新突破使人们看到用碳纳米管代替硅，制造出体积更小、速度更快、价格更便宜的新一代电子设备的可能性。

美国加利福尼亚大学伯克利分校电子工程教授简·拉贝艾说：“毫无疑问，这项突破将吸引半导体领域研究人员的注意力，促使他们探索怎样利用这项技术在未来10年制造出体积更小、效能更高的处理器。”

 

[责任编辑：史辉] 标签：碳纳米管 开关电流 计算机

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