Въглеродните нанотръби могат да бъдат ключът към по-бързи телефони

Изследователите от Университета на Уисконсин-Мадисън може би са отключили най-голямото развитие на нанотехнологията за повече от две десетилетия и естествено ще повлияят на вашия смартфон.

Изследователите откриха в скорошен тест, че най-новият модел транзистори с въглеродни нанотръби притежава ток 1,9 пъти по-голям от традиционните силициеви транзистори. В пълния си потенциал, нанотръбните транзистори могат да изпълнят до пет пъти по-добре от силициевите транзистори.

"Този пробив в работата на транзисторите с въглеродни нанотръби е критичен напредък към използването на въглеродни нанотръби в логиката, високоскоростните комуникации и други полупроводникови електронни технологии", заяви главният изследовател д-р Майкъл Арнолд.

Чакай, но какво представляват въглеродните нанотръби? Просто те са цилиндри, изработени изцяло от въглеродни атоми. Те имат най-високото съотношение на якост към тегло на всеки познат материал, който в комбинация с гъвкавата и пружинната структура ги прави предпочитана алтернатива на силикона, използван в повечето компютърни транзистори. Първо открити през 1991 г., малките конструкции набират удар, с сила на унция за унция, която е 117 пъти по-здрава от стомана.

Макар и да се дискутират в голяма степен от гледна точка на търговския потенциал, изследователите от НАСА са експериментирали с използването на въглеродни нанотръби за изграждане на по-леки космически самолети, а изследователите съобщават за потенциал за военна и промишлена употреба. Други изследвания показват, че екраните на базата на въглеродни нанотръби са почти 100 пъти по-устойчиви от сензорните екрани на ITO (индийски калаен оксид).

През 2014 г. IBM съобщи, че те са разработили CNT чипове, които ще бъдат готови за търговска употреба до 2020 г. Въпреки това, Wilfried Haensch, който ръководи изследванията на IBM за нанотръби, съобщава в момента, че компанията все още се бори да разбере как да свие оксида батерията без изтичане на батерията.

Няма спорове, че транзисторите на въглеродни нанотръби са теоретично много по-бързи от силициевите транзистори, но доскоро премахването на примесите в тях също представляваше предизвикателство за изследователите. Когато се развиват въглеродни нанотръби, само две трети се развиват в полупроводниковото разнообразие, необходимо за транзисторите. Лабораторията на Арнолд успя да създаде условия, при които почти 99,9% от тръбите са полупроводникови.

Подобренията в технологията на въглеродните нанотръби са били бързи през последните няколко години, но все още съществуват предизвикателства за това как да се използва всъщност технологията.

- Има още какво да разберем - казва Арнолд обратен, "Сега сме правили транзистори, които са по-проводими от силициевите преходи, но една от следващите стъпки е да го направим по-еднороден процес. Колко продуктивен е каналът на всеки транзистор може да варира между транзисторите. ”

Досега те тестваха само подобрените транзистори на мащаб „инч по инч“, което едва ли е достатъчно, за да определи дали са готови за използване в процесор, който може да отнеме 100s транзистори.

Арнолд казва обратен че 2020 може да бъде "много агресивен график" за пълноправен компютър с нанотръби, но използването на технологията в по-малък мащаб може да има по-непосредствено въздействие.

Тъй като нанотръбите са толкова гъвкави, те предлагат и обещаваща алтернатива на силикона за бъдещето на електрониката, която може да се носи.

"Друго наистина обещаващо приложение е в създаването на високоскоростни радиочестотни усилватели за клетъчни комуникации и безжични комуникации", казват Арнолд, чиято лаборатория ще се фокусира върху използването на въглеродни нанотръби в комуникационните технологии.

Транзисторите с въглеродни нанотръби могат да се използват за предлагане на една и съща честотна лента при по-ниска мощност или по-висока честотна лента за същото количество енергия.