據物理學家組織網6月15日（北京時間）報道（dào），最近（jìn），美國斯坦福和（hé）南（nán）加州大學工程師開發出一種設（shè）計碳納米管線路的新方法，首（shǒu）次能生產出一種以碳納米管為基礎的全晶片（piàn）數字電路，即使在許多納米管發生扭曲偏向的情況下，整個線路仍能工作。

      碳納米管（CNTs）超越了傳統的矽技術，在能（néng）效方麵有望比矽基（jī）線路提高10倍。第一個初級納米管晶體（tǐ）管誕生於1998年，人們（men）期望（wàng）這將開啟一個高能效、先進計算設（shè）備新時（shí）代，但受製於碳納（nà）米管本身（shēn）固有的缺點，這一（yī）願景一直未能實現。

      “作為未來的密（mì）集（jí）型高（gāo）能效集成電路，碳納米晶（jīng）體管極具吸引力。然而（ér）當人們想把它們用在微（wēi）電子領域（yù）時，卻遭遇到巨大的障礙。最（zuì）主要（yào）的就是它們的位置和電屬性的變化。”IBM托馬斯?瓦特森研（yán）究中心物理科學（xué）部主管（guǎn）蘇布拉迪克（kè）?高華（huá）說。

      在碳納米管能變（biàn）成（chéng）一種有現實影響力（lì）的技術之（zhī）前，至少（shǎo）還要（yào）克服兩大障礙（ài）：第一，研究已證明，要造出具有“完美”直線型的納米管是不可能的，而扭曲錯位的納米管會導致線路出錯，以致功能紊亂；第二，迄今還沒有一種（zhǒng）技（jì）術（shù）能（néng）生產出完全一致的半導體納（nà）米（mǐ）管，如果線路中出現了金屬碳納米管，會（huì）導致短路、漏電（diàn）、脆弱易受幹擾。

      針（zhēn）對這兩大難題，研究人員設計了一種獨特的“缺陷-免疫”模（mó）式，生產出第一個全晶片級（jí）的數字邏輯裝置，能不受碳納米管線向錯誤和位置錯（cuò）誤的（de）影響。此外，他們還發明了一種能從線路中清除那些不必要元素的方法（fǎ），從而解決了金屬碳納米管的問題。他們的設計方法有兩（liǎng）個突出特點，首先是沒有（yǒu）犧牲碳納米管能效，其次還能與現有的製造方法和設施（shī）兼容，很（hěn）容易實現商業化應用（yòng）。

      他們的研究最近還被作為國際電子（zǐ）設備大會（IEDM）的邀請論文，以及美國（guó）電器與電（diàn）子工程師協會（IEEE）會報集（jí）成線路與（yǔ）係統計算機輔助設計方麵的“主題論文”。

      下一步，研究人員將嚐試（shì）造出數字（zì）集成係統的基本組件：計算線路與序列存儲，以及首個高度一體化的整體三維集成電路。

    總編（biān）輯圈點

      在表兄弟石墨（mò）烯“出生”之前（qián），碳納米管一直是納米材料界最炙手可熱的寵兒。它在力學、導電、傳熱等方麵獨特而優異的性能，讓科學家們對它充滿各種奇思妙想，甚至認為（wéi）它是製備科幻小說裏“太空電梯（tī）”的理想材料。相（xiàng）比（bǐ）較那些僅停留在理論上的用途，碳納米管在集成電路上的使用無疑要現實可行得多。如今，科學家（jiā）們突破了碳納米管在微（wēi）電子領域（yù）應用的瓶頸，恐怕摩爾大叔是最欣（xīn）慰的人（rén）之一??摩爾定律神奇的（de）魔力還將會持續下去。