IBM公司(位于纽约州的Yorktown)的研究人员开发出了一种行之有效的可靠方法,可以用来选择碳纳米管,并且将它们排列成有规则的晶体管阵列;这是一项具有深远影响的突破性进展。几年前一篇IEDM文章,报道了所发现的纳米管的一些奇特性能:即通过旋转纳米管可以使它们的每列原子产生位移;根据位移程度的不同,纳米管可能呈现金属似的导电性能,或者呈现出半导体的导电特性。也可以说,电性能决定于原子是排列成圆环状,还是排列成单螺旋线或多重螺旋线。
起初的研究工作,是将单个的样品,放在一对导体之间,并且测量其电特性。但是制作纳米管的工艺流程,首先产生的是由被称作绳索(ropes)或绳束(bundles)的,聚合在一起的纳米管堆;它们是各种各样材料的混合物;所报道的实验过程没有提供实际的制造技术。完全导电的纳米管将其余的纳米管统统短路了。

“建设性的摧毁”可以将完全导电的纳米管像保险丝一样烧毁掉;同时使得晶体管逐步缩小;而半导体性质的纳米管,由于处于断路状态因而没有受到影响。
处理金属性质的纳米管的方法,称为“建设性的摧毁”。未经处理的纳米管绳索沉积在硅晶圆片的氧化层表面上(参看附图)。然后采用正常的半导体光刻工艺在绳索上形成电极。
硅衬底可以起一个栅极的作用,使半导体纳米管截止。最后在沉积的电极上施加电压,像烧毁保险丝一样烧毁导电的纳米管,并且使半导体性质的纳米管不受损坏。在沉积电极的同时,也可以在侧面做成栅极,使单个的条束形成FET。
纳米管的跨度只有10个原子大小,使晶体管的尺寸比现在生产的晶体管小500倍左右。因此有人预计可以使受到光刻工艺限制的微电子技术的寿命得到很好的延长。但是纳米管在其它方面的性质差异也很大。开始形成的碳纳米管可能具有多重的壁,在电气性能方面,和在尺寸大小方面都很不一致。
研究人员还表演了剥离外层材料的方法,每一次剥去一层,因此有望可以控制最后产品的性能,又为最终的实际应用克服了又一个障碍。如果想更多了解IBM的研究结果,请访问网址:http://www.research.ibm.com
