Kolnanorör-cylindriska formationer av kolatomer med otrolig styrka och elektrisk konduktivitet-har ett stort löfte för att skapa nya elektroniska enheter med låg effekt i mikron.

Men att hitta ett sätt att bygga en pålitlig datorplattform baserad på kolmaterial har varit en stor utmaning för forskare.

Nu, ett team av mekaniska och materialingenjörer vid Georgia Institute of Technology har tagit fram en metod för att identifiera prestandavariabler i transistorer gjorda av kolnanorörnät. Det nya tillvägagångssättet kan hjälpa forskare att skapa mer tillförlitliga enheter och i slutändan utnyttja den tekniken för en rad applikationer som bärbar elektronik, sensorer och antenner.

"Att använda kolnanorör för att göra tunnfilmstransistorer med bra prestanda-repeterbarhet har varit utmanande på grund av slumpmässiga brister i tillverkningsprocessen, "sa Satish Kumar, docent vid George W. Woodruff School of Mechanical Engineering. "Dessa slumpmässiga brister orsakar variationer i nanorörens egenskaper - skillnader i längd, diameter och kiralitet. Alla dessa saker kan påverka hur ledande en nanorör är, vilket leder till dessa prestationsvariationer.

"Det vi har gjort nu är att skapa ett systematiskt sätt att uppskatta dessa variationer som kan förbättra tillförlitligheten för nätbaserade enheter för kolnanorör, " han sa.

Resultat från studien, som sponsrades av National Science Foundation, publicerades i mars IEEE -transaktioner om nanoteknik .

Medan tidigare forskning har tittat på hur man kan förbättra produktionsmetoder för kolnanorör för att uppnå mer enhetlighet, Kumars team fokuserade på att analysera prestandavariationer på ett statistiskt sätt så att prestandaegenskaperna kunde vara mer uppskattbara.

"En sådan analys är avgörande för att utforska tillförlitligheten och stabiliteten för kolnanorörsnätbaserade kretsar och för att utforma tekniker som kan hjälpa till att minska variationen i kretsprestanda för olika elektroniska applikationer, "Kumar skrev med i tidningen med Jialuo Chen, en doktorand vid Georgia Tech.

Medan vissa kolnanorör leder elektricitet mycket på samma sätt som en halvledare som kisel, vissa kolnanorör har konduktivitetsegenskaper som mer liknar metall. De senare typerna kallas metalliska kolnanorör. Förekomsten av sådana metalliska kolnanorör i ett nätverk är kopplat till prestandaproblem.

Studien visade att de metalliska fastighetsnanorören orsakade prestandavariationer i tunnfilmstransistorer med korta kanaler än de med långa kanaler, vilket innebär att enhetsdesigners kan uppnå högre prestanda genom att använda nätverk som har en högre koncentration av tunnfilmstransistorer med lång kanal.

Forskarna fann också att variationer i längden på kolnanorören tycktes ha mindre inverkan på prestanda så länge nätverket av nanorör var tätt.

"Våra resultat visar att prestationsvariabiliteten för tunnfilmstransistorer kan rekonstrueras med hjälp av fördelningsfunktionen för relevanta parametrar som hjälper oss att skapa mer tillförlitliga kretsar för att möjliggöra nästa generation av billig, flexibel mikroelektronik, "Sa Kumar.