Nanotuburile de carbon ar putea fi cheia telefoanelor mai rapide

Cercetătorii de la Universitatea din Wisconsin-Madison ar fi putut să deblocheze cea mai mare dezvoltare în domeniul nanotehnologiei în mai mult de două decenii și, firește, aceasta va afecta smartphone-ul tău.

Cercetătorii au descoperit într-un test recent că cel mai nou model de tranzistori de nanotuburi de carbon a avut loc de 1,9 ori mai mare decât tranzistorii tradiționali de siliciu. La cel mai înalt potențial, tranzistorii de nanotuburi ar putea realiza până la cinci ori mai bine decât tranzistorii de siliciu.

"Aceasta descoperire a performantelor tranzistorului de nanotuburi de carbon reprezinta un progres critic fata de exploatarea nanotuburilor de carbon in logica, comunicatii de mare viteza si alte tehnologii electronice semiconductoare", a declarat cercetatorul de plumb Dr. Michael Arnold intr-un comunicat de presa.

Așteaptă, dar ce sunt nanotuburile de carbon? Pur și simplu, sunt cilindri fabricați în întregime din atomi de carbon. Acestea au cel mai mare raport rezistență-greutate al oricărui material cunoscut care, în combinație cu structura lor flexibilă și cu resort, le face o alternativă râvnit la siliciul utilizat în majoritatea tranzistoarelor de calculator. În primul rând descoperit în 1991, structurile mici împachetează un pumn, cu o forță de uncii pe uncie, de 117 ori mai puternică decât oțelul.

In timp ce acestea sunt in mare masura discutate in termeni de potential comercial, cercetatorii de la NASA au experimentat cu utilizarea de nanotuburi de carbon pentru a construi aeronave spatiale mai usoare si cercetatorii raporteaza potential in utilizarea militara si industriala, de asemenea. Alte cercetări au arătat că ecranele pe bază de nanotuburi pe bază de carbon sunt de aproape 100 de ori mai rezistente decât ecrane tactile ITO (indium tin).

În 2014, IBM a raportat că dezvoltă chips-uri CNT care ar fi gata pentru utilizare comercială până în 2020. Cu toate acestea, Wilfried Haensch, care conduce cercetarea cu nanotuburi IBM, a raportat la acea dată că compania încă se lupta să-și dea seama cum să scadă oxidul a bateriei fără scurgerea bateriei.

Nu există nicio dezbatere despre faptul că tranzistorii cu nanotuburi de carbon sunt teoretic mult mai rapizi decât tranzistoarele de siliciu, dar până și recent, eliminarea impurităților din acestea a reprezentat, de asemenea, o provocare pentru cercetători. Când nanotuburile de carbon sunt cultivate, doar două treimi se dezvoltă în soiul semiconductor necesar pentru tranzistori. Laboratorul lui Arnold a reușit să creeze condiții în care aproape 99,9% din tuburi erau semiconductoare.

Îmbunătățirile în tehnologia nanotuburilor de carbon au fost rapide în ultimii ani, însă provocările cu privire la modul în care se utilizează efectiv tehnologia persistă.

"Mai sunt multe lucruri pe care să le dăm seama", spune Arnold Invers. "Am realizat acum tranzistoare care sunt mai conductive decât tranzițiile de siliciu, dar unul dintre pașii următori îl face un proces mai uniform. Cât de productiv este canalul fiecărui tranzistor, poate varia între tranzistori."

Până acum au testat tranzistoarele îmbunătățite pe o scală "inci de inch", destul de greu pentru a determina dacă sunt gata de utilizare într-un procesor care ar putea să ia 100 de tranzistoare pentru a funcționa.

Spune Arnold Invers că 2020 ar putea fi o "cronologie foarte agresivă" pentru un calculator cu nanotuburi cu drepturi depline, dar utilizarea tehnologiei la scară mai mică ar putea avea un impact mai rapid.

Deoarece nanotuburile sunt atât de flexibile, ele oferă de asemenea o alternativă promițătoare la siliciu pentru viitorul electronicii portabile.

"O altă aplicație foarte promițătoare este realizarea amplificatoarelor de frecvență radio de mare viteză pentru comunicații celulare și comunicații fără fir", spune Arnold, al cărui laborator se va concentra în continuare pe utilizarea nanotuburilor de carbon în tehnologia comunicațiilor.

Transistorii de nanotuburi de carbon pot fi utilizați pentru a oferi aceeași cantitate de lățime de bandă la o putere mai mică sau la o lățime de bandă mai mare pentru aceeași putere.