新型物理材料在电子电路中的运用研究

覃孔悦

（湖北第二师范学院 湖北 武汉 430205）

1 引言

传统模式中的物理电路在如今高科技不断发展的今天已经无法适应人们对信息传输和接收的需求。而目前的新型电路不仅功能强大，还能够适用于各个领域之中，人们的生活已经离不开这种新型电路[1]。除了人们日常的生活和工作之外，我国科学技术的发展和进步也离不开电路和各种网络的基础作用，目前，电子电路的优良特性已经是其他传统形式的电路无法比拟的了。因此，下文将结合电子电路的优良特性和其中各类新型物理材料的使用情况进行分析。

2 电子电路的应用优势

电子电路囊括了转换信号、存储和读取信息等重要功能，这些功能在如今的信息化时代中具有十分重要的作用。人们结合反馈出来的信息，能够迅速预估出一些风险问题并及时做出应对，防止一些细小的故障对整体造成影响。除此之外，为了使数据能够被很好地储存起来，可以将一些不稳定的信号进行转换，变为稳定的信号。这种功能能够让人们在使用电子产品设备的时候获得更多的稳定性能，效率更高。利用电子电路进行供电还存在稳定安全的特点，一般情况下，电子电路为防止电流不共用或者过大，会通过变阻器来实现电流的自动化调控[2]。在电流比较大的情况下，增加电阻器来将其减少，在电流不足的情况下，则减少变阻器来将其增强。这样一来，电子设备将会在供电稳定的流量下保持正常运行的状态。

3 碳纳米管在电子电路中的运用

3.1 碳纳米管作为存储器在电子电路中的应用

为了能够更好地控制数据，电子电路中采用了碳纳米管制造的集成芯片储存器，储存器中的信息即使在电脑电源被突然切断的条件下也不会丢失。与功能相似的闪存相比，不仅耗能小，而且切换的效率也比较高，同时在计算机中不占据很大的体积。碳纳米存储器与传统的存储器相比，生产步骤比较简单，而且在保障使用性能的条件下，不会产生过多的成本。

3.2 碳纳米管作为新型导线在电子电路中的应用

碳纳米管不仅能够实现迅速的导电，同时对于外界的无线电波和高温干扰，能够实现很好的屏蔽性。除此之外，它还有热膨胀系数小和抵御热变性能的优点，如果在碳纳米管内填充金属和氧化物，能够制作出新型导线。如今最细的纳米导线就是利用这个材料进行浇灌，再将碳层腐蚀除去而成。使用有关技术制备的新型材料导线和碳纳米管可以取代原有导线，除了在硅芯片上使用之外，还可以在更为复杂和精准的电路中使用[3]。常规的电路可以结合导线的更新变得更加稳定和顺畅，同时还具有电压波和热损耗小的优点。

3.3 碳纳米管作为单电子晶体管在电子电路中的应用

质量比较高的碳纳米管可以结合可控的方式变成更稳固的结构，这个结构能够实现低电压操作和高电电流所具备的稳定特性，还能够实现电子场发射，在与其他部件结合之后，能够体现出比较强的逻辑功能。在未来的高质量微电子技术中，单电子晶体管中可以利用这种方式取代传统微电子元件，电路能够通过这种形式实现随机存储，同时还能够保障整体工作状态的稳定，对于碳纳米管装置的研究和发展有重要意义。

4 石墨烯在电子电路中的运用

4.1 石墨烯有机场效应在晶体管中的应用

金和铝的优良特性均能够在石墨烯材料中体现出来，和铝材料相比，石墨烯拥有更加稳定的化学性质且载流子迁移率比较高，导电和导热性能都比较良好，同时制作过程中不会产生大量成本[4]。石墨烯在与周围材料接触的过程中，不会产生阻碍作用较强电阻，透光性良好，也可以灵活地制成各种形状。目前制作石墨烯的方式已经比较成熟，它也在机场效应晶体管中得到广泛应用。

4.2 石墨烯在双层电容器中的应用

从柔韧性、机械性和导电性等几个方面进行分析，均能够看出石墨烯这种材料的优良特性，在电子电路中利用这种材料制作双层的电容器能够完整地保护信息，并且损耗的能量比较小，不需要过多的时间对其进行充电，是目前比较良好的双层电容电极材料。

4.3 石墨烯在高速电子器件中的应用

石墨烯作为一种新开发出来的电子器件，在电子迁移速率和载流子密度等方面都能够满足人们对于电子器件的具体要求，与硅基半导体相比，具有比较强的竞争优势，同时在电子和通讯等各个领域均能够应用[5]。通过石墨烯材料制成射频FET，能够解决传统射频在运行速度和体积上存在的缺陷，主电路开关在此基础上能够显示出更强的时效性，响应的速率也更快，对于高速电子器件的后续开发也是十分有利的。

5 结语

如今，人们在传输信息的过程中主要依靠网络和电路，然而，传统电路很难满足人们的需求，电子电路凭借着强大的功能性将传统电路取代。为了能够使电子电路在未来的发展过程中朝着多元化和智能化的方向发展，同时满足人们对信息在储存和传输方面的要求，可以在其中加入新型物理材料和当今先进的科学技术。最后，希望电子电路能够给人们的工作和生活带来更多的便捷。