半導(dǎo)體（ semiconductor），指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測(cè)溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制，范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料。無(wú)論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)連。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種。

兩位滑鐵盧化學(xué)家已經(jīng)使制造商更容易生產(chǎn)一種新的更快、更便宜的半導(dǎo)體。

化學(xué)家們已經(jīng)找到了一種同時(shí)控制沉積在表面上單壁碳納米管取向和尺寸的方法。這意味著，相對(duì)于硅，半導(dǎo)體開發(fā)者可以使用碳，這將縮小器件的尺寸，提高器件的速度，同時(shí)提高電池的使用壽命。

滑鐵盧大學(xué)加拿大研究主席Derek Schipper說(shuō)：“我們已經(jīng)達(dá)到以硅為基礎(chǔ)的設(shè)備在物質(zhì)上可能達(dá)到的極限?！薄皢伪谔技{米管的電子元件不僅功能更強(qiáng)，而且耗電量也更少?！?/span>

這個(gè)過程，被稱為排列繼電器技術(shù)，它依靠液晶傳遞到金屬氧化物表面的方向信息。小分子被稱為iptycenes，連接到表面，將取向模式鎖定在合適的位置。他們的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)小口袋，大到適合在清洗后仍然保留的特定尺寸的碳納米管。

“這是化學(xué)家們首次能夠從外部控制小分子共價(jià)結(jié)合到表面的方向。”Schipper說(shuō)，他是一名化學(xué)教授，也是納米技術(shù)研究所的成員。“我們不是第一個(gè)提出碳納米管的潛在解決方案的人。但這是唯一能同時(shí)應(yīng)對(duì)方向和純潔性挑戰(zhàn)的方法?！?/span>

Schipper進(jìn)一步指出，這種方法是自下而上地利用有機(jī)化學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)建一個(gè)分子，然后進(jìn)行艱苦的工作。

“一旦你構(gòu)建了這些片段，這個(gè)過程就很簡(jiǎn)單。這是一種不需要特殊設(shè)備的板凳式方法。”Schipper解釋說(shuō)。

相較于依賴合適分子設(shè)計(jì)的自組裝技術(shù)，這個(gè)過程可以在每個(gè)步驟中進(jìn)行控制，包括iptycene的“口袋”的大小。此外，這也是首次找到了同時(shí)應(yīng)對(duì)碳納米管排列和純化挑戰(zhàn)的解決方案。

這項(xiàng)研究是與滑鐵盧化學(xué)系的博士候選人Serxho Selmani共同撰寫的。本周，該研究發(fā)表在了《英國(guó)化學(xué)國(guó)際版》期刊上。