日媒稱,碳納米管研究意在代替硅制半導(dǎo)體,該領(lǐng)域主要由中美的大學(xué)和新創(chuàng)企業(yè)拉動(dòng)研究,而碳納米管的發(fā)現(xiàn)國日本的存在感卻正在下降。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》11月28日?qǐng)?bào)道,直徑為1納米左右的碳納米管被發(fā)現(xiàn)具備重量輕且強(qiáng)韌的特色,在導(dǎo)電性等方面也具備有趣的性能,1991年,由日本名城大學(xué)終身教授飯島澄男在任職于日本電氣公司(NEC)時(shí)發(fā)現(xiàn)。
它與呈球狀的“富勒烯”和呈片狀的“石墨烯”一起,成為2000年前后熱門的納米技術(shù)領(lǐng)域的代表性材料。
據(jù)了解,在納米技術(shù)研究領(lǐng)域,碳納米管是一種很獨(dú)特的材料,直徑只有人類頭發(fā)的5萬分之一,能導(dǎo)熱導(dǎo)電,硬度是鋼鐵的50倍。在儲(chǔ)存領(lǐng)域,因?yàn)槠涮匦詾榉菗]發(fā)性,碳納米管用來當(dāng)做儲(chǔ)存芯片使用,即便斷電也不會(huì)清除儲(chǔ)存在上面的信息。除了讀寫速度是普通閃存的1000倍之外,同時(shí)可提供功耗更低,更具可靠性與耐用性的存儲(chǔ)器,而且生產(chǎn)成本更低。
報(bào)道介紹,根據(jù)碳原子連接方式的不同,碳納米管分為容易導(dǎo)電的金屬型,以及與硅具有相同性質(zhì)的半導(dǎo)體型兩種。將其用作電子元件的研究一度較為活躍,但因無法順利分離金屬型和半導(dǎo)體型,一直沒有取得明顯進(jìn)展。
2016年,富士通的半導(dǎo)體子公司“富士通半導(dǎo)體”與總部位于美國的Nantero公司達(dá)成協(xié)議,雙方致力于碳納米管存儲(chǔ)器的開發(fā)與生產(chǎn)。
據(jù)報(bào)道,美國的Nantero擁有精密制造碳納米管的自主技術(shù),該公司計(jì)劃在2020年之前造出容量為2MB-16MB級(jí)別的試制品。這種產(chǎn)品與目前主流的閃存形成競爭,據(jù)悉其耗電量不到四分之一,能用于各種信息終端設(shè)備。
富士通半導(dǎo)體的統(tǒng)括部長代理齋藤仁期待稱,“將成為符合所有產(chǎn)品都接入互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代的存儲(chǔ)元件”。
報(bào)道稱,美國麻省理工學(xué)院8月集成約1.4萬個(gè)以上的碳納米管,開發(fā)出了成為CPU(中央處理器)核心部分的電路。還驅(qū)動(dòng)了簡單的程序。
熟悉碳材料的名古屋大學(xué)教授伊丹健一郎評(píng)價(jià)稱,“這是劃時(shí)代的成果,顯示出能實(shí)現(xiàn)理論上可行的創(chuàng)意”。其還補(bǔ)充說,未來如果能如愿合成所需的碳納米管,“有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展”。
在中國,北京大學(xué)和清華大學(xué)等也在開發(fā)采用碳納米管的運(yùn)算元件。
報(bào)道指出,日本的碳納米管的應(yīng)用預(yù)計(jì)在鋰離子電池電極材料等方面具有潛力,在材料領(lǐng)域較為活躍。但是,電子領(lǐng)域的應(yīng)用研究隨著日本國內(nèi)半導(dǎo)體廠商的衰落而低迷。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的名譽(yù)研究員湯村守雄表示,“就算在大學(xué)有出色的研究,也沒有企業(yè)來加以實(shí)用化,而且國家的支援也不夠。必須磨練強(qiáng)有力的技術(shù),避免敗給海外企業(yè)”。