游宇翔

如果你关注碳纳米管，那你肯定听过这些描述：“碳纳米管是最好的……”“碳纳米管是革命性的”。1991年，日本科学家饭岛澄男在《自然》杂志上发表一篇论文，碳纳米管这项技术由此出现。前途看起来一片光明，材料学家似乎戴着墨镜都能感受到光明。人们期望通过碳纳米管和硅芯片技术生产更小、更快和更高效的晶体管以改变世界电子工业。

电子工业领域对一种由一个碳原子厚度的碳晶体制成的单壁管很感兴趣，这种晶体管的直径为1纳米，约为人类头发直径的万分之一。

碳和硅均为半导体。然而，由于其体积都很小，由碳纳米管制成的半导体管，在芯片上设置导体管的数量为数十亿个，远远高于用硅片制成的晶体管。

碳纳米芯片不仅更小，处理速度也更快、更高效，而且其发热量比硅片更低。换句话说，碳纳米芯片具有极高的处理速度和更长的电池寿命，发热量也不会很高，也无需风扇散热。所以，当饭岛发表论文时，也就不难理解为什么业界那么兴奋。

实际上，有三大难题阻碍着碳纳米电子技术形成规模化工业。

1.混合问题。纳米管造出来时，有两种类型的碳纳米管将会混杂在一起。一种类型是半导体，它是制造集成电路所必须的。另一种类型是金属，导电性与电线相当，但它能显著降低甚至破坏集成电路的性能。碳纳米管制成可靠的集成电路要求纳米管是百分之百的半导体，而目前已有方法分离金属碳纳米和半导体。