Ang Carbon Nanotubes Maaaring Maging Ang Susi Upang Mabilis na Mga Phones

Maaaring na-unlock ng mga mananaliksik sa University of Wisconsin-Madison ang pinakamalaking pag-unlad sa nanotechnology sa higit sa dalawang dekada, at natural, maaapektuhan nito ang iyong smartphone.

Ang mga mananaliksik ay natagpuan sa isang kamakailan-lamang na pagsubok na ang pinakabagong modelo ng carbon nanotube transistors gaganapin isang kasalukuyang 1.9 beses na mas mataas kaysa sa tradisyonal na transistors silikon. Sa kanilang buong potensyal, ang mga transistors ng nanotube ay maaaring gumaganap nang hanggang limang beses na mas mahusay kaysa sa mga transistors ng silikon.

"Ang pagsulong na ito sa pagganap ng carbon nanotube transistor ay isang kritikal na pagsulong patungo sa paggamit ng mga carbon nanotubes sa lohika, mataas na bilis ng komunikasyon, at iba pang mga teknolohiya ng elektronika ng semikondaktor," sinabi ng lead researcher na si Dr. Michael Arnold sa isang pahayag.

Maghintay, ngunit ano ang carbon nanotubes? Simple lang, sila ay mga cylinder na gawa sa lahat ng mga atomo ng carbon. Ang mga ito ay may pinakamataas na lakas-sa-timbang na ratio ng anumang kilalang materyal na, kasama ang kanilang nababaluktot at spring-like na istraktura, ay nagbibigay sa kanila ng isang coveted na alternatibo sa silikon na ginagamit sa karamihan sa mga transistors ng computer. Una natuklasan noong 1991, ang mga maliliit na istruktura ay nakakabit ng isang suntok, na may lakas ng ounce-for-ounce na 117 beses na mas malakas kaysa sa bakal.

Habang ang mga ito ay higit na napag-usapan sa mga tuntunin ng potensyal na komersyal, ang mga mananaliksik sa NASA ay nag-eksperimento sa paggamit ng carbon nanotubes upang bumuo ng mas magaan na espasyo ng sasakyang panghimpapawid at mga mananaliksik ay nag-uulat ng potensyal sa paggamit ng militar at pang-industriya. Ang iba pang mga pananaliksik ay nagpakita ng carbon nanotube-based na screen upang maging halos 100 beses na mas lumalaban kaysa ITO (indium lata oksido) touch-screen.

Noong 2014, iniulat ng IBM na sila ay bumubuo ng mga chips ng CNT na magiging handa para sa komersyal na paggamit ng 2020. Gayunman, si Wilfried Haensch, na nangunguna sa pananaliksik sa nanotube ng IBM, ay nag-ulat sa oras na ang kumpanya ay nakikipaglaban pa rin upang malaman kung paano pag-urong ang oksido ng baterya nang walang bula ng baterya.

Walang debate na carbon nanotube transistors ay theoretically mas mabilis kaysa sa transistors silikon, ngunit hanggang sa kamakailan, pag-alis ng mga impurities sa kanila din iniharap ng isang hamon sa mga mananaliksik. Kapag lumaki ang carbon nanotubes, dalawang-ikatlo lamang ang lumalaki sa iba't ibang semiconducting na kinakailangan para sa mga transistors. Ang lab ni Arnold ay nakalikha ng mga kundisyon kung saan halos 99.9 porsyento ng mga tubo ang semiconducting.

Ang mga pagpapabuti sa teknolohiya ng carbon nanotube ay mabilis sa nakaraang ilang taon, ngunit ang mga hamon sa kung paano aktwal na magamit ang teknolohiya ay nanatili.

"Mayroong higit pa upang malaman," sabi ni Arnold Kabaligtaran. "Kami ay gumawa ng transistors ngayon na mas kondaktibo kaysa sa mga transisyon ng silikon ngunit isa sa mga susunod na hakbang ay ginagawa itong isang mas magkakatulad na proseso. Paano produktibo ang channel ng bawat transistor ay maaaring mag-iba sa pagitan ng mga transistors."

Sa ngayon ay sinubok na lamang nila ang mga pinahusay na transistors sa isang "inch by inch scale", halos hindi sapat upang malaman kung handa na silang gamitin sa isang CPU na maaaring tumagal ng 100s ng mga transistors upang gumana.

Sinabi ni Arnold Kabaligtaran na ang 2020 ay maaaring "isang napaka-agresibo timeline," para sa isang buong computer nanotube, ngunit ang paggamit ng teknolohiya sa isang mas maliit na sukat ay maaaring magkaroon ng isang mas agarang epekto.

Dahil ang mga nanotubes ay kaya nababaluktot, nag-aalok din sila ng isang maaasahang alternatibo sa silikon para sa hinaharap ng mga naisusuot na electronics.

"Ang isa pang tunay na promising application ay ang paggawa ng napakataas na bilis ng radyo amplifiers para sa mga cellular na komunikasyon at mga wireless na komunikasyon," sabi ni Arnold, na ang lab ay tumututok sa tabi sa paggamit ng carbon nanotubes sa teknolohiya ng komunikasyon.

Ang mga transistors ng carbon nanotube ay maaaring gamitin upang mag-alok ng parehong halaga ng bandwidth sa mas mababang kapangyarihan o mas mataas na bandwidth para sa parehong halaga ng kapangyarihan.