Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: IBM发现发光碳纳米管
发信站: 哈工大紫丁香 (Fri May  9 10:54:00 2003) , 转信

              光电合一”的梦想实现 IBM发现发光碳纳米管


据http://tech.21dnn.com（千龙科技网）：美国时间2003年5月2日消息，芯片产业的一
个梦想终于得以成真。几十年来，工程师们为使普通硅发光花了不少工夫。这样，硅不
但可以用于电脑芯片还可以用于光设备例如微激光和发光二极管（LED)，不过现在已经
在用更便宜的砷化镓了。在同一芯片上集合电子和光电功能将可以简化设计和降低成本
。 　　

　　例如在电信领域，光纤网络的开关盒将不再需要以往的硅芯片和镓芯片，其中镓用
于携带信息的光脉冲的收发，而硅用于将信息流传导至合适的目的地。IBM如今发现这种
寻找已久的材料，但并非是硅。根据该公司研究人员在5月2日《科学》上报告，该材料
为碳纳米管--一种比人类头发小100000倍的细丝。 　　

　　纳米管曾在很长时间内视为在2015年左右成为硅的最可能的继承品，2015年被认为
是半导体达到其物理极限的年份。这种新材料的巨大优势在于它能被加工成导线（在目
前的芯片中取代铜或铝电路）或者半导体（即被称为晶体管的开关）。IBM纳米尺度研究
经理Phaedon Avouris说再加上其“能使光转圈”的光学能力，如今纳米管无所不能。
　　

　　蓝色巨人所展示的是一个红色纳米级别LED。研究人员将电子注入到一个宽度为1.4
纳米的管中的一端，而在另一端则充入正电，即所谓空穴。当电子与空穴相遇，它们将
会湮灭并发出红外光线。Avouris透露，这个光波长刚好跟现在光纤系统的波长一样，但
其它颜色可以通过改变纳米管的尺度来实现。 　　

　　Avouris指出，通过电子和空穴来相撞来产生光并非什么新鲜事，“问题在于光产出
量太有限了”--太微弱及短暂了。 　　

　　为产生稳定的光线，必须有几千个粒子同时跟其他粒子碰撞。将一个微小的电子瞄
准一个同样微小的空穴无疑非常困难。但Avouris说，在纳米管里，“它们肯定会碰上对
方。” 　　

　　另一个关键突破就是IBM研究人员在2001年开发的新两用晶体管。传统硅晶体管要么
能只能处理空穴要么只能处理电子，但不能两者都处理。但IBM的新硅晶体管却可以。通
过将一个纳米管稍微插到这个所谓双极性晶体管中间，但电流打开后电子和空穴会从两
端涌进纳米管。 　　

　　这个发现重要性在于它表明了纳米管LED能与目前的硅电路结合。这可能促使纳米管
甚至可能在2015年前就在商业芯片上应用。

摘自：《科技之光》



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