新型物理材料在電子電路中的運(yùn)用探究

左群

摘要：隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平得到不斷提高，網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代發(fā)展進(jìn)程更加深入，各種各樣的電子設(shè)備已經(jīng)融入在人們的工作生活中，為人們帶來(lái)了很大的便利。而電子電路幾乎是每個(gè)電子設(shè)備中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，它是一種集成電路，包含多個(gè)電子元件，具有更強(qiáng)的靈敏度和功能性，因此在很多領(lǐng)域中進(jìn)行使用。在更加注重設(shè)備智能化的今天，電子電路也面臨新的發(fā)展要求，為了提高效率和性能，新型的物理材料被應(yīng)用其中，在確保導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上提高了傳輸效率，這種新材料的使用在當(dāng)前階段對(duì)電子電路優(yōu)化升級(jí)起著關(guān)鍵性的影響作用。

關(guān)鍵詞：新型物理材料;電子電路;應(yīng)用

在高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的現(xiàn)代化社會(huì)，對(duì)于當(dāng)前的信息流通需求，物理電路的傳統(tǒng)工作模式已然相形見(jiàn)絀。新型電路的使用范圍非常廣泛，并且具有非常強(qiáng)大的功能，已經(jīng)與人們的工作生活形成密不可分的聯(lián)系[1]。新型電路不僅在人類(lèi)日常生活方面體現(xiàn)著價(jià)值，它在各種網(wǎng)絡(luò)的配合下也為科技進(jìn)步提供著堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電子電路的強(qiáng)大功能和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)電路難以比擬的。本文首先分析電子電路在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，然后探討兩種常見(jiàn)的新型物理材料在其中的應(yīng)用情況。

1電子電路的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電子電路具有在當(dāng)今時(shí)代非常重要的用途，尤其是存儲(chǔ)信息、讀取信息和信號(hào)轉(zhuǎn)換這幾種功能。通過(guò)反饋的信息結(jié)果，可以及時(shí)察覺(jué)存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，在最短時(shí)間內(nèi)采取措施進(jìn)行處理，避免因?yàn)楣收系臄U(kuò)大化帶來(lái)更加嚴(yán)重的影響。另外，要穩(wěn)定地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以先將信號(hào)的穩(wěn)定性完成轉(zhuǎn)換。這項(xiàng)功能可以有效提高電子設(shè)備產(chǎn)品使用體驗(yàn)的穩(wěn)定性和高效性[2]。通過(guò)電子電路來(lái)供電也比傳統(tǒng)方式更加安全穩(wěn)定，配合變阻器的使用，可以如果電流過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)的調(diào)控行為，能夠適當(dāng)減少電流;如果電流過(guò)小，變阻器也能夠通過(guò)調(diào)控使其變強(qiáng)。在這種情況下，電子設(shè)備的運(yùn)行則會(huì)獲得穩(wěn)定的電流供應(yīng)，有利于維持其正常工作狀態(tài)。

2碳納米管在電子電路中的運(yùn)用

2.1碳納米管作為存儲(chǔ)器在電子電路中的應(yīng)用

使用碳納米管作為電子電路的集成芯片存儲(chǔ)器，可以對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的控制，就算在切斷電源的情況下，存儲(chǔ)器也同樣不會(huì)丟失信息。相比較于類(lèi)似功能的閃存，在耗能更少的同時(shí)又能進(jìn)行更高效率的切換，并且不會(huì)占據(jù)太大的電腦內(nèi)存。相比較于之前的普通存儲(chǔ)器，這種新型存儲(chǔ)器的生產(chǎn)制造更加簡(jiǎn)單，在確保其性能的同時(shí)，減少生產(chǎn)成本的消耗。

2.2碳納米管作為新型導(dǎo)線(xiàn)在電子電路中的應(yīng)用

除了可以快速導(dǎo)電，碳納米管還可以屏蔽來(lái)自外部環(huán)境的高溫和無(wú)線(xiàn)電波干擾。同時(shí)，它有很強(qiáng)的抵御熱變性能，熱膨脹系數(shù)也比較小，由于具備了這些優(yōu)點(diǎn)，將金屬以及氧化物填充在管內(nèi)，可以生產(chǎn)出新型的導(dǎo)線(xiàn)[3]。目前有一種最細(xì)的新型納米導(dǎo)線(xiàn)，正是通過(guò)這種這種澆灌方式，然后去除碳層腐蝕物質(zhì)形成的。使用了碳納米管和新型導(dǎo)線(xiàn)之后，傳統(tǒng)導(dǎo)管就能夠被取代了。它不僅可以使用于硅芯片中，還能夠應(yīng)用在更加精確復(fù)雜的線(xiàn)路中。

2.3碳納米管作為單電子晶體管在電子電路中的應(yīng)用

如果碳納米管品質(zhì)較高，通過(guò)與可控手段相結(jié)合，能夠形成更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在高低電壓條件下都能夠進(jìn)行穩(wěn)定操作，并且可以進(jìn)行電子場(chǎng)發(fā)射，配合一些必要的部件，可以具備一定的邏輯功能。在今后隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，能夠取代普通的微電子元件應(yīng)用在單電子晶體管中，幫助電路在隨機(jī)情況下發(fā)揮存儲(chǔ)功能，而且能夠增加整體運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性，推動(dòng)碳納米管裝置的相關(guān)研究和應(yīng)用。

3石墨烯在電子電路中的運(yùn)用

3.1石墨烯有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)在晶體管中的應(yīng)用

石墨烯能夠體現(xiàn)出金和鋁兩種材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，石墨烯比鋁材料的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定，載流子有更高的遷移率，在導(dǎo)熱和導(dǎo)電方面也有更好的表現(xiàn)，并且能夠有效降低生產(chǎn)過(guò)程所消耗的成本[4]。當(dāng)接觸其他的材料時(shí)，石墨烯并不會(huì)對(duì)電流形成明顯阻礙，有較強(qiáng)的透光性，還有很強(qiáng)的可塑性，能夠被轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同形狀。石墨烯在當(dāng)前階段已經(jīng)有較為成熟的制作方法，同時(shí)也更好地作用于機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管領(lǐng)域。

3.2 石墨烯在雙層電容器中的應(yīng)用

由于石墨烯具有很強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、機(jī)械性以及柔韌性，綜合性能非常優(yōu)秀，將其使用于電子電路中，尤其是用于雙層電容器的制作，可以對(duì)信息進(jìn)行非常好的保護(hù)作用，在此過(guò)程中的耗能量也很低，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成充電。對(duì)于雙層電容電器制作，是最為適宜的材料之一。

3.3石墨烯在高速電子器件中的應(yīng)用

石墨烯屬于新型的電子器件，無(wú)論是載流子密度還是電子遷移速率，都對(duì)現(xiàn)代市場(chǎng)的新需求更加符合。相比較于硅基半導(dǎo)體，它在競(jìng)爭(zhēng)中具有更強(qiáng)的實(shí)力，可以更廣泛地應(yīng)用于通訊及電子等多個(gè)相關(guān)行業(yè)[5]。射頻FET在采取石墨烯作為材料的情況下，可以使傳統(tǒng)射頻體積大、運(yùn)行緩慢的問(wèn)題得到有效解決，使主電路開(kāi)關(guān)的時(shí)效性得以提高，同時(shí)具有更快的相應(yīng)速度，有利于高速電子器件在今后的深入研究及應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)今社會(huì)，電路和網(wǎng)絡(luò)使人們進(jìn)行信息傳輸?shù)闹饕d體和工具，但是，傳統(tǒng)的電路已經(jīng)與消費(fèi)者當(dāng)前的需求難以匹配，因此逐漸被功能更全面的電子電路進(jìn)行取代。要使電子電路在現(xiàn)代化時(shí)期獲得更加智能、多元、專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，并對(duì)人們傳輸存儲(chǔ)信息需求進(jìn)行更好的滿(mǎn)足，應(yīng)該積極探索將新型物理材料和先進(jìn)科技在這一領(lǐng)域的合理應(yīng)用。電子電路具有廣闊的發(fā)展前景，它在今后將對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)生活產(chǎn)生更大的作用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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