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美国《科学》杂志21日发表了彭练矛和张志勇的研究团队在碳纳米管电子领域的世界级突破:首次制造出栅极长度为5纳米的高性能碳纳米管晶体管，其性能已被证明超过了相同尺寸的硅基互补金属氧化物半导体场效应晶体管，将晶体管性能推到了理论极限。
由于主流硅基互补金属氧化物半导体技术面临尺寸减小的限制，科学界和工业界已经探索了各种新材料和晶体管技术的新原理20多年，但是没有实现新的10纳米互补金属氧化物半导体器件的机制。彭练矛教授告诉《科学日报》，经过十多年的研究，他们的研究小组已经开发出一种未掺杂的制备方法，并开发出一种10纳米碳纳米管顶栅CMOS场效应晶体管。其P型和N型器件在较低的工作电压(0.4V)下优于最好的硅基CMOS。现在，他们已经克服了尺寸缩小的技术限制，成功地开发了一种5纳米栅极长的碳纳米晶体管。
该研究小组全面比较了碳纳米管互补金属氧化物半导体器件的优势和性能潜力。研究表明，与相同栅长的硅基互补金属氧化物半导体器件相比，碳纳米管互补金属氧化物半导体器件具有约10倍的速度和动态功耗的综合优势，以及更好的可还原性。
他们还研究了器件整体尺寸的减小及其对器件性能的影响，将碳管器件的接触电极长度减小到25纳米。在保证性能的前提下，他们实现了一个总尺寸为60纳米的碳纳米管晶体管，并成功演示了一个总长度为240纳米的碳纳米管CMOS反相器，这是目前实现的最小的纳米反相器电路。(记者聂)
