预计与硅互补的金属氧化物半导体(CMOS)器件的规模化将在2020年左右结束,但是,能够保持计算能力和能源效率进步的替代技术尚未建立。在众多选择中,基于碳纳米管的电子器件被证明是最有前途的候选之一。现如今已开发出多种方法来制备适用于集成电路的高纯度半导体碳纳米管,并且证明了5nm纳米管晶体管比硅CMOS具有更好的性能。在这里,我们探索碳纳米管数字电子技术的潜力。研究了基于纳米管的CMOS场效应晶体管的开发,以及可用于构建集成电路的不同纳米管材料系统。我们还将重点介绍迄今为止创建的中型集成电路,并考虑了在交付大型系统时所面临的挑战。

Fig. 1 CNT FET的制造及特性。

Fig. 2 基于CNT的可缩放FET。

Fig. 3 电子应用的CNT材料系统。

Fig. 4 中型CNT集成电路。

Fig. 5 基于CNT的五级环形振荡器电路。
相关研究成果于2019年由北京大学彭练矛课题组,发表在Nature Electronics (https://doi.org/10.1038/s41928-019-0330-2)上。原文:Carbon nanotube digital electronics