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平板显示开启碳时代碳纳米管与石墨烯

2019/08/15 来源:南昌信息港

导读

利用已发现20多年的碳纳米管和发现10年的石墨烯等微细碳材料,电子部件终于开始实用化。包括近性能大幅提高的金刚石半导体在内, 碳电子 将大

  利用已发现20多年的碳纳米管和发现10年的石墨烯等微细碳材料,电子部件终于开始实用化。包括近性能大幅提高的金刚石半导体在内, 碳电子 将大大改变电子部件和电子电路的形态。

  我的梦想是用碳(C)取代硅(Si),实现全部用碳制造电子电路的全碳化 、 000年前是青铜器(Cu)时代,20世纪前半期是铁(Fe)时代,之后是硅时代,而今后将是碳时代 。

  一位碳材料研究人员就研究的意义和目标如此说道。尤其是电子电路的全碳化,可以说是碳材料研究人员的共识。如今,这个梦想正朝着实现奋进。如果全碳化成为现实,电子产品将比现在更轻量、更结实,柔性产品也能实现超高性能,而且价格会大幅降低。

  鸿海开发,华为采用

  碳化的动向似将从电子产品的外围向中心进发。个人电脑等的机壳材料就常使用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)。其优点是,既轻又结实。

  在电子产品的内部,碳作为导电材料的使用虽未能取得进展,但201 年中期终于在触摸面板和太阳能电池等上开始了实用化。触摸面板配备在了中国华为技术有限公司于201 年5月上市的智能上。

  触摸面板的开发商是台湾鸿海精密工业在中国大陆的集团公司 中国富纳源创(CNTouch)。为高度兼顾透明性和导电性而采用了管状碳材料 碳纳米管(CNT)。

  备注:

  碳纳米管(Carbon Nanotube)即管状碳材料。把碳原子以蜂窝状相连的薄膜(石墨烯)再制成管状。管的直径细至0.4nm~50nm。根据把薄膜卷成管状的方法的不同(手性),分为金属型和半导体型。半导体型的带隙因直径而异。碳纳米管是名城大学研究生院理工学研究科教授、NEC特别研究员饭岛澄男1991年发现的。

  太阳能电池方面,从前有机薄膜太阳能电池就一直将称为富勒烯*的足球状碳材料作为n型半导体使用。经过长期的研究开发,201 年三菱化学开始量产并开始了样品供货。

  富勒烯(Fullerene)即组成五元环或六元环的碳原子相互连接形成的球状或椭球状材料的总称。共计由60个碳原子组成球状的材料称为C60。C60的五元环和六连环的连接形态与足球相同。该材料发现于1985年,三位发现者获得了1996年的诺贝尔化学奖。

  后硅时代的有力候补

  不仅如此,已完成开发、只等着上市的材料和部件接连不断地涌现。电容器、存储器、各种高性能传感器等部件也开发出了采用薄膜状碳材料CNT和石墨烯*的产品。性能十分高,如果材料量产成本降低,便能立即实用化的开发案例非常多。

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