碳納米管(CNT)與石墨烯(graphene)不但可在有機材料中展現(xiàn)驚人的電子特性；同時，在傳感器、微電子與半導體組件、場發(fā)射顯示器(FED)、納米電極與能源轉換組件(如燃料電池與一般電池)等電子與電氣應用中，它也存在著無窮的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

    由化學結構來看，CNT可作為有機與無機半導體/導體的替代方案，但其成本仍是目前最大的限制。然而，隨著應用成長與制造成本減少，其成本也可望快速降低。 由于CNT的載子遷移率較硅(Si)更高，因而可制造出快速的開關晶體管，這使業(yè)界對于CNT一直保持著濃厚的興趣。相形之下，許多公司目前為晶體管所開發(fā)的聚合物有機物質，其遷移率仍相當?shù)停瑖乐氐叵拗屏烁�多可能的應用�?/P>

    CNT在電子領域的最初應用將是透光導體，如在顯示器應用中取代ITO、觸控屏幕、太陽能電池，以及連接TFT與前端面板如OLED的顯示器總線等應用。

    全球業(yè)者都在關注快速成長的CNT與石墨烯電子應用，特別是在印刷電路與太陽光電領域，這些材料本身的特性和近期取得的技術進展，大幅拓展了可能的應用范圍，也激起更多廠商投入的意愿。

    由芬蘭赫爾辛基科技大學(TKK)在2004年獨立而出的Canatu公司，目前正生產(chǎn)基于CNT的薄膜，以及其納米材料CNT薄膜NanoBud。該公已 發(fā)表了有關石墨烯與CNT的重要創(chuàng)新和商業(yè)應用，包括透明電極、半導體、電阻、電容，以及用于顯示器、太陽能、觸控屏幕和雷射等領域的飽和吸收體等。 Canatu的重要創(chuàng)新包括Carbon NanoBuds、傳統(tǒng)CNT與富勒烯間的混合物質、CNT與NanoBud合成制程，以及稱為Direct Dry Printing的組件生產(chǎn)方法；這些創(chuàng)新技術能夠產(chǎn)出超高品質的同質化與圖案化的薄膜。

    Canatu著重于薄膜半導體與導體的應用，涵蓋范圍包括太陽電池與顯示器的透明電極、脈沖雷射的飽和吸收體，以及場效晶體管的半導體薄膜等。其圖案化的透明導體薄膜適用于取代 LCD與OLED顯示器、薄膜太陽能電池等應用中的ITO。Canatu正與一些公司合作，以將其薄膜產(chǎn)品整合在更多應用中，包括電子閱讀器(e- reader)、觸控屏幕、薄膜顯示器與太陽電池等。

    Canatu表示，該公司將針對各種不同的導體、透明物質推出同質且圖形化的薄膜，并將開始為幾家策略伙伴針對其應用規(guī)格供應專用的薄膜。Canatu公司CEO David Brown預計，未來五年內，其出貨量可望成長300%。

    加州史丹佛大學也針對基于CNT的宏觀電子與納米電子進行研究，包括了解分子與CNT互動的基本原理、金屬/半導體CNT分離技術的開發(fā)、自CNT中提煉大型薄膜晶體管的制造與最佳化、以及自組式與圖形化CNT等計劃。

    史丹佛大學的一個研究小組正致力于將可印刷的碳納米管應用于高性能能量儲存組件之中。史丹佛大學材料科學暨工程學系教授Yi Cui及一位助理教授的研究范圍包含了具備極高能量與功率密度的全新超低成本復雜印刷超級電容、針對電池應用的完整印刷納米管集電器，以及可伸縮且能穿戴 的軟性納米管能量儲存組件。

    Nantero公司則著重于納米管內存與電子組件的開發(fā)，特別是基于納米管的資料儲存組件。該公司的高密度納米管非揮發(fā)性隨機存取內存(NRAM)組件采用包含了懸浮式單層(single-walled)或多層(multi-walled)的 CNT所制造。對于邏輯閘與CMOS技術的整合，該公司表示深具信心。

    2008年成立的SVTC Technology公司結合了Nantero公司的“CMOS-friendly”CNT制程技術，目前也正在SVTC公司于德州與加州的兩個開發(fā)實驗 室展開研發(fā)工作。除了主要對于NRAM通用內存的關注重點以外，Nantero公司也正針對采用邏輯與傳感器等CNT技術的下一代半導體組件，與授權廠商展開合作。

    加州大學洛杉機分校(UCLA)則積極主導印刷電子、太陽電池與該領域的相關主題進行學術研究。UCLA材料科學與工程學教授Yang Yang在混合石墨桸與CNT材料(G-CNT)領域有一些重要發(fā)現(xiàn)。研究人員們開發(fā)出一種簡單、便宜且可充性的方法，只需一個步驟即可制造出G-CNT材料。作為可取代如太陽電池與可撓性消費電子產(chǎn)品等ITO的高性能替代方案而言，透明導體正顯現(xiàn)出無窮的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

    盡管包括NEC、HRL Laboratories、IBM、Optomec、富士(Fujitsu)與AIST等幾家廠商均已展示其于CNT與石墨方面的成果，然而，距離可商用 化上市還長的路要走。IDTechEx保守估計，大約要到2015年后才可能量產(chǎn)，更樂觀一點的估計也許可提早兩年吧！

    石墨烯與多層式CNT (MWCNT)目前已在大量生產(chǎn)中，每年產(chǎn)量約十公噸。但據(jù)估計，拜爾(Bayer)與Showa Denko等公司在2008年所生產(chǎn)的MWNCT數(shù)量總共大約就有100噸。到了2009年，這一數(shù)字可望再加倍成長。然而，大部份的這些組件都應用在非 電子/電氣產(chǎn)品，或是電磁保護等簡單應用中。

    該領域所面對的挑戰(zhàn)是材料提煉、組件制造，以及對于其它材料的需求，例如合適的介電質等。然而，由于這些材料具有高性能、高彈性度、透明且可印刷的優(yōu)勢，這一市場商機仍相當龐大。（作者：Cathleen Thiele，IDTechEx公司技術分析師）■