碳納米管 - 具有令人難以置信的強度和導電性的圓柱形碳原子 - 為創造新的微米級低功率電子器件帶來了巨大希望。但是，找到一種基于碳材料構建可靠計算平臺的方法一直是研究人員面臨的主要挑戰。

現在，佐治亞理工學院的一個機械和材料工程師團隊已經設計出一種方法，用于識別由碳納米管網絡制成的晶體管的性能變化。這種新方法可以幫助研究人員創建更可靠的設備，并最終利用該技術應對各種應用，如可穿戴電子設備，傳感器和天線。

“使用碳納米管制造具有良好性能可重復性的薄膜晶體管一直是一項挑戰，因為制造過程中存在隨機缺陷，”George W. Woodruff機械工程學院副教授Satish Kumar說?！斑@些隨機缺陷導致納米管性能的變化 - 長度，直徑和手性的差異。所有這些都會影響納米管的導電性，從而導致這些性能變化。

“我們現在所做的是創建一種系統的方法來估計這些可以提高碳納米管網絡設備可靠性的變化，”他說。該研究的結果由美國國家科學基金會贊助。

雖然早期的研究已經研究了如何改進碳納米管的生產方法以實現更高的均勻性，但Kumar的團隊專注于以統計方式分析性能變化，從而使性能特征更加可估計。

“這種分析對于探索基于碳納米管網絡的電路的可靠性和穩定性以及設計有助于減少各種電子應用的電路性能變化的技術至關重要，”庫馬爾在佐治亞州研究生陳嘉璐的論文中寫道。技術。

雖然一些碳納米管以與硅等半導體相同的方式導電，但某些碳納米管具有更類似于金屬的導電性。后一種類型稱為金屬碳納米管。這種金屬碳納米管在網絡中的普遍存在與性能問題有關。

該研究發現，金屬性碳納米管在具有短溝道的薄膜晶體管中引起的性能變化比具有長溝道的薄膜晶體管更多，這意味著器件設計者可以通過使用具有更高濃度的長溝道薄的網絡來實現更高的性能。薄膜晶體管。

研究人員還發現，只要納米管網絡密集，碳納米管長度的變化似乎對性能的影響就會減小?！拔覀兊难芯拷Y果表明，薄膜晶體管的性能可變性可以通過相關參數的分布函數進行重建，這將有助于我們創建更可靠的電路，以實現下一代低成本的柔性微電子，”Kumar說。