4月13日消息，当前的硅基半导体芯片在10nm工艺之后面临更大的困难，学术界一直在研发碳基芯片取代硅基芯片，碳纳米管被称为10nm以下最强候选，我国科学家在半导体性单壁碳纳米管研究上获得突破。

中国科学报援引西北工业大学材料学院消息，该校教授赵廷凯团队对半导体性单壁碳纳米管的可控制备进行深入研究，提出一种新的多循环生长工艺，选择性合成的半导体性单壁碳纳米管丰度高达93.2%，产率从0.76%提高到1.34%，为大规模合成高纯度半导体性单壁碳纳米管提供了新方法。

相关研究成果《通过催化剂再生多循环工艺生长高纯度与高产率半导体性单壁碳纳米管》正式发表于最新一期《化学工程》杂志。

传统制备方法获得的单壁碳纳米管，通常是金属性和半导体性单壁碳纳米管的混合物，并难以分离，严重阻碍了其广泛应用。

西北工业大学运用新工艺技术，能够成功实现高纯度与高产率半导体性单壁碳纳米管的可控制备。

该成果为大规模选择性生长高纯度半导体性单壁碳纳米管提供了有效手段和新思路，为半导体性单壁碳纳米管在纳米电子器件、信息通讯和生物医药等领域的广泛应用打下坚实基础。

据了解，半导体性单壁碳纳米管具有原子级厚度、表面无悬键的准一维管状结构和高电子迁移率等优异电学性质，因而被视为10 nm以下高性能、低功耗场效应晶体管沟道材料最有力候选。

单壁碳纳米管已被广泛应用于许多电子器件，包括显示器、存储器、传感器、透明导电薄膜以及碳纳米管计算机等。

IBM的理论计算表明，若完全按照现有二维平面框架设计，相比硅基技术，碳管技术具备 15 代的技术优势。

另外，碳基材质的特殊性，它能让电路做到像创可贴一样柔软，半导体型单壁碳纳米管有望在新一代柔性电子器件中获得应用。