在硅芯片晶体管接近其物理性能极限的当今，碳纳米管被认为是未来替代硅芯片原料的最佳候选材料。但是，要将碳纳米晶体管应用于大型集成电路还有很长的路要走，其中，了解纳米管内电子密度的变化对制作更可靠的碳纳米晶体管是一个关键因素。近日，IBM的科学家宣布他们对碳纳米管内的电荷分布进行了测量，并发现其直径小于2nm。

      利用Raman效应监测纳米管电子密度的变化

      纳米电子的成功将在很大程度上取决于纳米结构的特性和可再生能力，目前，虽然研究人员已经能够建立性能优异的碳纳米晶体管，但是面临再生能力的挑战。碳纳米管对于环境影响非常敏感。例如，外来物质可修改碳纳米管的特性，从而影响电流和改变设备性能。这些交互作用是典型本地的，并且能够改变多种设备中一个集成电路，甚至一个单一纳米管的电子密度。因此，在一个纳米管内测量本地电子密度变化，能更好地了解本地环境如何影响一个碳纳米管的电荷，进而制作出更多可靠的晶体管。来自Yorktown Heights的IBM T.J. Watson研究中心的研究小组解决了这个测量问题具有重要意义。

      这一成果于2007年10月14日在线发布在Nature Nanotechnology期刊上。该小组监测了来自纳米管的光分散的颜色（Raman效应），并且发现光的颜色的细微变化符合纳米管内电子密度的变化。此项技术利用了原子运动和电子运动的交互作用，使电子密度的改变可以被反射在纳米管原子振动运动变化的频率上。

      科学家预计碳纳米晶体管的运算速度将比目前看好的下一代硅芯片的还要快10倍，而且耗能更少，这将有助于研发具有超级运算速度和低能耗的微处理器。