2014年02月28日08:10
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利用已發現20多年的碳納米管和發現10年的石墨烯等微細碳材料，電子部件終於開始實用化。包括最近性能大幅提高的金剛石半導體在內，“碳電子”將大大改變電子部件和電子電路的形態。
“我的夢想是用碳（C）取代硅（Si），實現全部用碳制造電子電路的全碳化”、“3000年前是青銅器（Cu）時代，20世紀前半期是鐵（Fe）時代，之后是硅時代，而今后將是碳時代”。
一位碳材料研究人員就研究的意義和目標如此說道。尤其是電子電路的全碳化，可以說是碳材料研究人員的共識。如今，這個夢想正朝著實現奮進。如果全碳化成為現實，電子產品將比現在更輕量、更結實，柔性產品也能實現超高性能，而且價格會大幅降低。
鴻海開發，華為採用
碳化的動向似將從電子產品的外圍向中心進發。個人電腦等的機殼材料就常使用碳纖維增強樹脂基復合材料（CFRP）（圖1）。其最大優點是，既輕又結實。
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圖1：從機殼、透明電極到高密度集成IC均可利用CNT和石墨烯制作 電子產品用碳材料的實用化和開發情況如本圖所示。2013年，CNT觸摸面板已量產。預計今后採用CNT和石墨烯等碳納米材料的零部件和產品將像雨后春筍一樣實用化。電子產品的大部分零部件均可利用碳制作的時代已經臨近。（圖片：即將實用化的石墨烯觸摸面板由韓國成均館大學拍攝。其右側的照片除面向大電流的微細布線以外均為各公司和各大學拍攝） |
在電子產品的內部，碳作為導電材料的使用雖未能取得進展，但2013年中期終於在觸摸面板和太陽能電池等上開始了實用化。觸摸面板配備在了中國華為技術有限公司於2013年5月上市的智能手機上。
觸摸面板的開發商是台灣鴻海精密工業在中國大陸的集團公司——中國富納源創（CNTouch）。為高度兼顧透明性和導電性而採用了管狀碳材料——碳納米管（CNT）*。
*碳納米管（Carbon Nanotube）即管狀碳材料。把碳原子以蜂窩狀相連的薄膜（石墨烯）再制成管狀。管的直徑細至0.4nm∼50nm。根據把薄膜卷成管狀的方法的不同（手性），分為金屬型和半導體型。半導體型的帶隙因直徑而異。碳納米管是名城大學研究生院理工學研究科教授、NEC特別研究員飯島澄男1991年發現的。
太陽能電池方面，從前有機薄膜太陽能電池就一直將稱為富勒烯*的足球狀碳材料作為n型半導體使用。經過長期的研究開發，2013年三菱化學開始量產並開始了樣品供貨。
*富勒烯（Fullerene）即組成五元環或六元環的碳原子相互連接形成的球狀或橢球狀材料的總稱。共計由60個碳原子組成球狀的材料稱為C60。C60的五元環和六連環的連接形態與足球相同。該材料發現於1985年，三位發現者獲得了1996年的諾貝爾化學獎。
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