美國建成世界首台碳納米管計算機

孤寂如雲

美國斯坦福大學（史丹佛大學）研究人員25日報告說，他們已建成全球第一台完全使用碳納米管的計算機。專家認為，這一成果或將開啟電子設備新時代。

目前，用於製造電子設備中的晶體管的主流半導體材料是矽。一段時間以來，人們一直在討論利用碳納米管代替矽（硅）製造電子設備的可能性。約15年前，科研人員開始嘗試用碳納米管製造晶體管，然而一直無法完全依靠碳納米管造出完善的電子設備。

美國斯坦福大學研究人員在最新一期《自然》雜誌上報告說，用碳納米管代替矽製造晶體管無法取得突破，主要因為作為半導體材料，碳納米管有兩方面內在缺陷：首先，碳納米管很難被整齊排列形成晶體管電路。其次，由碳納米管排列方式所致，被製成晶體管後，它們其中一部分像金屬一樣總是具有導電性，而不像其他半導體材料製成的晶體管那樣可以開關電流。

在用碳納米管研製晶體管過程中，斯坦福大學研究人員找到一個雙管齊下的方法規避上述缺陷，他們稱之為“不受缺陷影響的設計”。一方面，研究人員設計出一種聰明的計算方法，可以自動忽略排列混亂的那部分碳納米管。另一方面，他們將晶體管電路中總是具有導電性的那部分充電燒毀，結果就得到一個正常的電路。

研究人員利用該設計方法建成的碳納米管計算機芯片包含178個晶體管，其中每個晶體管由10至200個碳納米管構成。不過，這一設備只是未來碳納米管電子設備的基本原型，目前只能運行支持計數和排列等簡單功能的操作系統。

專家認為，受限於矽自身性質，傳統半導體技術已經趨近極限，而這項新突破使人們看到用碳納米管代替矽，製造出體積更小、速度更快、價格更便宜的新一代電子設備的可能性。

美國加利福尼亞大學伯克利分校電子工程教授簡·拉貝艾說：“毫無疑問，這項突破將吸引半導體領域研究人員的注意力，促使他們探索怎樣利用這項技術在未來10年製造出體積更小、效能更高的處理器。”

新華網