纳米碳材料
使其成为半导体器件的核心材料

2015.02.27

佐藤慎太郎（富士通研究所、基础技术研究所、功能器件研究部）

人们开始听说伟大的口号“摩尔定律”终于要结束了，半个世纪以来，它一直激励着半导体行业乃至整个电子行业的惊人发展。引入新材料、引入三维结构、通过新器件创造新价值……半导体行业正在寻找支持下一个时代的核心技术。在这种情况下，石墨烯和碳纳米管（CNT）等纳米碳材料被视为支持未来50年的潜在技术候选者。石墨烯是一种碳材料，其结构是在平坦的表面上铺展一个碳（C）原子层，而CNT是由石墨烯卷成直径约1纳米的小吸管状的管状碳材料。我们向在纳米碳材料应用于器件方面取得众多成果的富士通研究所基础技术研究所功能器件研究部高级研究员佐藤慎太郎询问了目前的发展状况和未来展望。

（采访/文/伊藤元明摄影/自然与科学）

现在为什么选择纳米碳

──碳纳米管、石墨烯等纳米碳材料如何促进半导体器件的发展？

微加工技术给半导体器件带来了巨大的好处。除了提高集成度之外，我们还能够提高与性能直接相关的工作频率，降低功耗，同时降低成本。然而，仅靠小型化已不足以推动半导体器件的发展。不依赖新材料或三维结构的引入，已经不可能创造出新一代芯片。现在，学术会议和其他机构开始在小型化停止的前提下讨论下一代技术。

当前的半导体器件技术开发包括旨在继续小型化的“More Moore”、考虑光学器件和高频器件等数字电路以外的器件的“More Moore”以及尝试使用自旋电子学等已使用多年的电路元件的CMOS以外的元件构建电子电路的“Beyond Seamos”。 CMOS）”，共有三种流程（图1）。人们认为，未来半导体器件将以积累了最实用技术的“More Moore”为中心，并添加“More Than Moore”和“Beyond CMOS”作为价值观来发展。使用纳米碳材料的半导体器件也将根据这种情况进行开发，以商业化为目标。