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研究人员电阻测试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。

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