美开发出碳奈米管元件可靠度测试技术

 

　　美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)的研究人员近日透过测试发现，碳奈米管元件的可靠度会是一个大问题。

　　NIST对金属电极之间众多奈米管导线的测试结果显示，奈米管可承受非常高的电流密度──耐受度是一般半导体电路的数百倍──时间长达数小时，但在持续不断的电流之下，耐受度会逐渐降低。而研究人员表示，当电流升高到一定的阈值(threshold)，金属电极大概在40个小时内就会失效。

　　NIST正在开发一系列量测与测试技术，并研究不同的奈米管结构，专注于探讨奈米管与金属、以及与不同奈米管之间交界处的运作情形。在一个相关的研究中，NIST研究人员发现奈米管网路的故障发生处，是因为电子自然在奈米管之间跳跃;研究人员指出，这种故障状况似乎是会发生在奈米管之间电阻最高点。

　　藉由监测初始电阻(starting resistance)以及材料劣化的初始阶段，研究人员就能预测电阻是否会逐渐降低──因此可预设其运作极限(operational limits);而若是以零星、不可预测的方式变动，这就会对元件的性能产生负面影响。

　　由NIST所开发的电气应力测试(electrical stress test)，是将初始电阻与劣化率(degradation rate)连，以预测故障与元件整体生命周期。这种测试能应用于筛选最合适的制造技术，以及判别奈米管网路的可靠度。研究人员预测，奈米管网路将会在软性显示器、太阳光电等领域发挥很大的应用效益。