報道，最近，美國斯坦福和南加州大學(xué)工程師開發(fā)出一種設(shè)計碳納米管線路的新方法，首次能生產(chǎn)出一種以碳納米管為基礎(chǔ)的全晶片數(shù)字電路，即使在許多納米管發(fā)生扭曲偏向的情況下，整個線路仍能工作。

　　碳納米管（CNTs）超越了傳統(tǒng)的硅技術(shù)，在能效方面有望比硅基線路提高10倍。第一個初級納米管晶體管誕生于1998年，人們期望這將開啟一個高能效、先進計算設(shè)備新時代，但受制于碳納米管本身固有的缺點，這一愿景一直未能實現(xiàn)。

　　“作為未來的密集型高能效集成電路，碳納米晶體管極具吸引力。然而當(dāng)人們想把它們用在微電子領(lǐng)域時，卻遭遇到巨大的障礙。最主要的就是它們的位置和電屬性的變化。”IBM托馬斯?瓦特森研究中心物理科學(xué)部主管蘇布拉迪克?高華說。

　　在碳納米管能變成一種有現(xiàn)實影響力的技術(shù)之前，至少還要克服兩大障礙：第一，研究已證明，要造出具有“完美”直線型的納米管是不可能的，而扭曲錯位的納米管會導(dǎo)致線路出錯，以致功能紊亂；第二，迄今還沒有一種技術(shù)能生產(chǎn)出完全一致的半導(dǎo)體納米管，如果線路中出現(xiàn)了金屬碳納米管，會導(dǎo)致短路、漏電、脆弱易受干擾。

　　針對這兩大難題，研究人員設(shè)計了一種獨特的“缺陷-免疫”模式，生產(chǎn)出第一個全晶片級的數(shù)字邏輯裝置，能不受碳納米管線向錯誤和位置錯誤的影響。此外，他們還發(fā)明了一種能從線路中清除那些不必要元素的方法，從而解決了金屬碳納米管的問題。他們的設(shè)計方法有兩個突出特點，首先是沒有犧牲碳納米管能效，其次還能與現(xiàn)有的制造方法和設(shè)施兼容，很容易實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

　　他們的研究最近還被作為國際電子設(shè)備大會（IEDM）的邀請論文，以及美國電器與電子工程師協(xié)會（IEEE）會報集成線路與系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計方面的“主題論文”。

　　下一步，研究人員將嘗試造出數(shù)字集成系統(tǒng)的基本組件：計算線路與序列存儲，以及首個高度一體化的整體三維集成電路。

　　在表兄弟石墨烯“出生”之前，碳納米管一直是納米材料界最炙手可熱的寵兒。它在力學(xué)、導(dǎo)電、傳熱等方面獨特而優(yōu)異的性能，讓科學(xué)家們對它充滿各種奇思妙想，甚至認為它是制備科幻小說里“太空電梯”的理想材料。相比較那些僅停留在理論上的用途，碳納米管在集成電路上的使用無疑要現(xiàn)實可行得多。如今，科學(xué)家們突破了碳納米管在微電子領(lǐng)域應(yīng)用的瓶頸，恐怕摩爾大叔是最欣慰的人之一摩爾定律神奇的魔力還將會持續(xù)下去。