圖片來源：美國佐治亞理工大學電子學與納米技術研究所

    具有良好的力學性能和導電性的碳原子圓柱形結構碳納米管在制造新的微米級低功率電子器件方面具有巨大的潛能。但是，尋找一種基于碳材料構建可靠計算平臺的方法對研究人員來說是一個重大挑戰。

    現在，佐治亞理工學院的機械和材料工程師設計了一種用于識別碳納米管集成電路晶體管性能變化的方法。新的方法可以幫助研究人員制造更可靠的設備，并最終將該技術應用于如可穿戴電子設備、傳感器和天線等方面。

    美國佐治亞理工學院伍德拉夫機械工程學院副教授Satish Kumar說：“因為在碳納米管制造過程中會產生缺陷，而這種缺陷會使利用碳納米管可重復性良好的薄膜晶體管帶來挑戰性。這些隨機缺陷導致納米管在長度、直徑和手性結構的變化。所有這些變化都會影響納米管的導電性，從而影響碳納米管性能的變化。”

    “我們現在所做的就是基于原先的設備創建一個系統的方法來估計可以提高碳納米管器件集成電路變化”他說。

    這項由國家科學基金會贊助的研究成果在IEEE Transactions on Nanotechnology上發表。

上圖為美國佐治亞理工大學電子學與納米技術研究所

    盡管早期Kumar的團隊的研究著眼于如何改進碳納米管的生產方法以實現更高的一致性，但該團隊也專注于以統計方式分析性能變化，以便更好地評估性能特征。

    佐治亞理工大學Kumar與其學生Jialuo Chen在論文中寫道：“這樣的分析對于研究碳納米管電網絡的可靠性和穩定性是至關重要的，并設計出有助于減少各種電子應用電路性能變化的技術。”

    雖然一些碳納米管大多數以與半導體（如硅）相同的方式傳導電能，但某些碳納米管具有與金屬更相似的導電性能。后一種被稱為金屬碳納米管。這種金屬碳納米管在電網絡中的定向移動與性能有關。

    研究發現，金屬性碳納米管在短溝道薄膜晶體管中的性能變化比長溝道薄膜晶體管更大，這意味著器件設計人員可以通過使用具有更高濃度長溝道薄膜晶體管的網絡來實現更高的性能。

    研究人員還發現，納米管的網絡越致密，碳納米管長度的變化對性能的影響就越小。

    Kumar說：“我們的研究結果表明，薄膜晶體管的性能變化可以利用相關參數的分布函數來重建，這將有助于我們創造更可靠的電路，使下一代低成本的柔性微電子學得以實現。”

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責任編輯：殷鵬飛

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