Nhƣ đã trình bày ở trên, ống nano cacbon đơn tƣờng thu hút đƣợc nhiều sự quan tâm bởi những tính chất đặc biệt về điện, cơ, quang – điện. Ngoài ra, việc tổng hợp thành công các SWCNTs đơn sợi mọc định hƣớng nằm ngang theo một chiều nhất định và nghiên cứu tính chất kim loại hay bán dẫn của chúng sẽ mở ra khả năng ứng dụng CNTs trong các thiết bị điện tử nano nhƣ các sợi dây lƣợng tử, transistor hiệu ứng trƣờng [4], các cổng logic, phát xạ trƣờng [7], vv…
Hình 1.20. Ứng dụng ống nano cacbon trong transistor hiệu ứng trường [27]
Tại phòng thí nghiệm tại Munich, Đức các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu chế tạo đƣợc transistor kích thƣớc nanomet nhỏ nhất thế giới sử dụng SWCNTs có đƣờng kính từ 0.7 đến 1.1 nm. Nhờ những đặc tính đăc biệt của ống nano cacbon, đặc biệt là tính chất dẫn điện và nhiệt, nó đƣợc xem là vật liệu đầy hứa hẹn trong công nghiệp điện tử nano- micro, các ống có khả năng truyền tải electron gấp 1000 lần so với sợi dây đồng thông thƣờng. Đặc biệt trong các trƣờng hợp khác nhau, SWCNTs có thể đóng vai trò là vật dẫn điện hoặc bán dẫn. Các SWCNTs – transistor có thể dẫn dòng điện hơn 15µA với một thế
22
cung cấp chỉ 0.4V (tiêu chuẩn là 0.7V), mật độ dòng gấp 10 lần so với Si, vật liệu chuẩn đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay. Các nhà nghiên cứu hy vọng trong thời gian tới, CNTs sẽ trở thành vật liệu đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện tử.
Ngoài ra vật liệu CNTs cũng đƣợc kỳ vọng sẽ thay thế, bổ sung cho các vật liệu bán dẫn đang đƣợc sử dụng hiện nay, nhƣ transistor màng mỏng (thin film transistor - TFT). Hiện nay, các hãng điện tử lớn đang sử dụng TFTs trong các tấm nền (backplanes) của màn hình LCD và OLED. CNTs bán dẫn đƣợc chứng minh là có độ linh động của hạt tải lớn hơn Si tinh thể rất nhiều (~100,000 cm2/V.s). Ngoài ra, SWCNTs bán dẫn tạo ra hàng rào Schottky nhỏ khi sử dụng với những vật liệu điện cực nguồn, máng chuẩn nhƣ Pt, Titan, hay Al. Hãng điện tử Hàn Quốc LG Electronics đã đăng ký bản quyền bằng sáng chế tại Mỹ số US 6,803,260 - B2 về “Phương pháp chế tạo ống nano cacbon định hướng nằm ngang và transistor sử dụng hiệu ứng trường bằng ống nano cacbon” [16]. Chúng tôi kỳ vọng việc chế tạo thành công ống nano cacbon định hƣớng, siêu dài trong luận án này sẽ mở ra hƣớng nghiên cứu ứng dụng tiếp theo là chế tạo thành công transistor hiệu ứng trƣờng sử dụng SWCNTs làm dây nối giữa hai cực máng và nguồn.