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似远还近的奈米碳管
 

【作者: 謝馥芸】2003年12月05日 星期五

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1991年,日本电气公司NEC的研究员饭岛澄南发现的奈米碳管(Carbon Nanotubes),人类自此揭开奈米碳管的研究序幕。奈米碳管是目前自然界里最细的管子,美国利用它研制记忆晶片,其开关速度是传统电晶体的100万倍。


何谓奈米碳管?奈米碳管是藉由碳原子而组成一堆细小的管子,这些管子只有头发的一万分之一大,比现今矽电晶体小500倍,其特性是机械强度高、具奇特电子特性的材料,可应用于微电子元件、平面显示器、无线通讯、燃料电池及锂离子电池。


由于国际奈米科技竞争日益激烈,日本更是投入5亿美元进行奈米计画,美国政府为维持其科技领先全球的地位,于2003年3月,美国众议院和参议院通过法律,美国国会同意在2003会计年度,提拨8亿4900万美元供奈米技术的研发,并预言将很快进行10亿美元的奈米计画。在这些计画里,美国业界和学术单位的眼光都看向同一个目标,也就是目前被市场看好前景的技术之一-奈米碳管,他们都努力想将这个技术带出实验室,想办法让它提早投入市场。


自1993年美国IBM的科学家发现单层奈米碳管后,IBM也成为重要研究奈米碳管的单位之一。当美国产学界努力将奈米碳管应用于市场时,IBM于今年5月,成功开发出全球最小的固态发光元件(light emitter),IBM研究中心的奈米科学经理Phaedon Avouris博士表示,奈米碳管可应用于奈米级的电子和光电装置中,作为高速通讯应用基础。


当然啦!奈米碳管的发现公司NEC也不落人后,于2003年9月对外宣布,开发出新型燃料电池。据了解,此电池整合笔记型电脑原型机已推出,其电极即是以奈米碳管之碳奈米角杯制成的。同月NEC研发出稳定的奈米碳管电晶体(CNT)制程,CNT可获得比矽MOS高10倍的跨导性能,预计2010年将可商业化。


台湾在奈米碳管方面也有不俗的表现。 2003年7月,工研院电子所前瞻技术研究小组完成10吋三极彩色奈米碳管场发射显示之结构开发(CNT-FED),此项技术目前国际上只有三星(Samsung)、Noritake、 LG等竞争大厂进行研发中。另外,上个月(11月)工研院电子所与化工所共同对外发表,可以准确控制奈米碳管长成位置的单层奈米碳管(SWNT)定位成长技术,显现我国在此领域的研究成果。


讲了这么多近况,奈米碳管看起来真的是前途似锦,似乎马上有取代矽半导体的天下之势;台湾则在光电领域方面,很快能利用奈米碳管取得市场先机。然而2003年11月,交大科管所教授袁建中讲了句扫人兴的话:「....台湾下一代显示器产业CNT-FED专利数少,看来发展时程会比OLED更慢。」台湾的奈米碳管研究,已难与国外相比。台湾的奈米碳管研究进展缓慢,是要怪国内研究资源分配不均?亦或者怪政府的无能?又或者,回到我国整体奈米研究来看,我们投入的奈米科技研究,是否有过度分散之嫌?那么,研究奈米碳管似否有其必要性?我想,我还是点到为止吧!


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