半導體（ semiconductor），指常溫下導電性能介于導體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導體制作的器件。半導體是指一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產(chǎn)品，如計算機、移動電話或是數(shù)字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關(guān)連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種。

兩位滑鐵盧化學家已經(jīng)使制造商更容易生產(chǎn)一種新的更快、更便宜的半導體。

化學家們已經(jīng)找到了一種同時控制沉積在表面上單壁碳納米管取向和尺寸的方法。這意味著，相對于硅，半導體開發(fā)者可以使用碳，這將縮小器件的尺寸，提高器件的速度，同時提高電池的使用壽命。

滑鐵盧大學加拿大研究主席Derek Schipper說：“我們已經(jīng)達到以硅為基礎(chǔ)的設(shè)備在物質(zhì)上可能達到的極限。”“單壁碳納米管的電子元件不僅功能更強，而且耗電量也更少。”

這個過程，被稱為排列繼電器技術(shù)，它依靠液晶傳遞到金屬氧化物表面的方向信息。小分子被稱為iptycenes，連接到表面，將取向模式鎖定在合適的位置。他們的結(jié)構(gòu)包括一個小口袋，大到適合在清洗后仍然保留的特定尺寸的碳納米管。

“這是化學家們首次能夠從外部控制小分子共價結(jié)合到表面的方向?！盨chipper說，他是一名化學教授，也是納米技術(shù)研究所的成員。“我們不是第一個提出碳納米管的潛在解決方案的人。但這是唯一能同時應(yīng)對方向和純潔性挑戰(zhàn)的方法。”

Schipper進一步指出，這種方法是自下而上地利用有機化學來設(shè)計和構(gòu)建一個分子，然后進行艱苦的工作。

“一旦你構(gòu)建了這些片段，這個過程就很簡單。這是一種不需要特殊設(shè)備的板凳式方法?！盨chipper解釋說。

相較于依賴合適分子設(shè)計的自組裝技術(shù)，這個過程可以在每個步驟中進行控制，包括iptycene的“口袋”的大小。此外，這也是首次找到了同時應(yīng)對碳納米管排列和純化挑戰(zhàn)的解決方案。

這項研究是與滑鐵盧化學系的博士候選人Serxho Selmani共同撰寫的。本周，該研究發(fā)表在了《英國化學國際版》期刊上。