ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی (Carbon Nanotube FET - CNTFET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور اثر میدانی نانولوله کربنی (Carbon Nanotube FET - CNTFET) :
CNTFET (Carbon Nanotube Field-Effect Transistor) نوعی ترانزیستور اثر میدانی است که در آن کانال از یک یا چند نانولوله کربنی (CNT) ساخته شده است. نانولوله های کربنی استوانه هایی از اتم های کربن با ساختار گرافیتی هستند که می توانند خاصیت فلزی یا نیمه هادی داشته باشند. در CNTFET، از نانولوله های نیمه هادی استفاده می شود.
مزیت اصلی CNTFET تحرک الکترون بسیار بالا (تا ۱۰۰۰۰۰
\[ cm^2/V\cdot s \]) و قابلیت رسانش بالای جریان است. همچنین نانولوله ها ذاتا بسیار نازک هستند (قطر حدود ۱-۲ نانومتر) که باعث کنترل عالی گیت (Gate Control) و کاهش اثرات کانال کوتاه می شود. CNTFETها می توانند با ولتاژ پایین کار کنند و سرعت بالایی داشته باشند.
\[ \mu_{CNT} \approx 10^5\,\text{cm}^2/\text{V·s} \quad , \quad J \approx 10^9\,\text{A/cm}^2 \]کاربردهای CNTFET عمدتا در تحقیقات آکادمیک و آزمایشگاهی است و به دلیل چالش های ساخت (جداسازی نانولوله های فلزی از نیمه هادی، قرارگیری دقیق، و تکرارپذیری) هنوز تجاری نشده است. با این حال، پتانسیل بالایی برای نسل های آینده مدارهای مجتمع با عملکرد فوق العاده بالا دارند.
دو نوع ساختار اصلی برای CNTFET وجود دارد: گیت پشتی (Back Gate) و گیت بالایی (Top Gate). همچنین می توان از آرایه ای از نانولوله ها برای افزایش جریان استفاده کرد. IBM و سایر مراکز تحقیقاتی نمونه هایی از CNTFET با عملکرد خوب ساخته اند.
