原创 美研究院称碳纳米管元件的可靠性将是大问题

美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology，NIST)的研究人员近日通过测试发现，碳纳米管元件的可靠性会是一个大问题。

NIST对金属电极之间众多纳米管导线的测试结果显示，纳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，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，并研究不同的纳米管结构，专注于探讨纳米管与金属、以及与不同纳米管之间交界处的运作情形。在一个相关的研究中，NIST 研究人员发现纳米管网络的故障发生处，是因为电子自然在纳米管之间跳跃。研究人员指出，这种故障状况似乎是会发生在纳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)相连，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，以及判别纳米管网络的可靠性。研究人员预测，纳米管网络将会在柔性显示器、太阳光电等领域发挥很大的应用效益。

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