1991年,日本電氣公司NEC的研究員飯島澄南發現的奈米碳管(Carbon Nanotubes),人類自此揭開奈米碳管的研究序幕。奈米碳管是目前自然界裏最細的管子,美國利用它研製記憶晶片,其開關速度是傳統電晶體的100萬倍。
何謂奈米碳管?奈米碳管是藉由碳原子而組成一堆細小的管子,這些管子只有頭髮的一萬分之一大,比現今矽電晶體小500倍,其特性是機械強度高、具奇特電子特性的材料,可應用於微電子元件、平面顯示器、無線通訊、燃料電池及鋰離子電池。
由於國際奈米科技競爭日益激烈,日本更是投入5億美元進行奈米計畫,美國政府為維持其科技領先全球的地位,於2003年3月,美國眾議院和參議院通過法律,美國國會同意在2003會計年度,提撥8億4900萬美元供奈米技術的研發,並預言將很快進行10億美元的奈米計畫。在這些計畫裡,美國業界和學術單位的眼光都看向同一個目標,也就是目前被市場看好前景的技術之一-奈米碳管,他們都努力想將這個技術帶出實驗室,想辦法讓它提早投入市場。
自1993年美國IBM的科學家發現單層奈米碳管後,IBM也成為重要研究奈米碳管的單位之一。當美國產學界努力將奈米碳管應用於市場時,IBM於今年5月,成功開發出全球最小的固態發光元件(light emitter),IBM研究中心的奈米科學經理Phaedon Avouris博士表示,奈米碳管可應用於奈米級的電子和光電裝置中,作為高速通訊應用基礎。
當然啦!奈米碳管的發現公司NEC也不落人後,於2003年9月對外宣佈,開發出新型燃料電池。據了解,此電池整合筆記型電腦原型機已推出,其電極即是以奈米碳管之碳奈米角杯製成的。同月NEC研發出穩定的奈米碳管電晶體(CNT)製程,CNT可獲得比矽MOS高10倍的跨導性能,預計2010年將可商業化。
台灣在奈米碳管方面也有不俗的表現。2003年7月,工研院電子所前瞻技術研究小組完成10吋三極彩色奈米碳管場發射顯示之結構開發(CNT-FED),此項技術目前國際上只有三星(Samsung)、Noritake、LG等競爭大廠進行研發中。另外,上個月(11月)工研院電子所與化工所共同對外發表,可以準確控制奈米碳管長成位置的單層奈米碳管(SWNT)定位成長技術,顯現我國在此領域的研究成果。
講了這麼多近況,奈米碳管看起來真的是前途似錦,似乎馬上有取代矽半導體的天下之勢;台灣則在光電領域方面,很快能利用奈米碳管取得市場先機。然而2003年11月,交大科管所教授袁建中講了句掃人興的話:「....台灣下一代顯示器產業CNT-FED專利數少,看來發展時程會比OLED更慢。」台灣的奈米碳管研究,已難與國外相比。台灣的奈米碳管研究進展緩慢,是要怪國內研究資源分配不均?亦或者怪政府的無能?又或者,回到我國整體奈米研究來看,我們投入的奈米科技研究,是否有過度分散之嫌?那麼,研究奈米碳管似否有其必要性?我想,我還是點到為止吧!