运用已发现20多年的碳纳米管和发现10年的石墨烯等微细碳资料，电子部件总算开端有用化。包含最近功能大幅进步的金刚石半导体在内，“碳电子”将大大改动电子部件和电子电路的形状。
“我的愿望是用碳（C）替代硅（Si），完结悉数用碳制作电子电路的全碳化”、“3000年前是青铜器（Cu）年代，20世纪前半期是铁（Fe）年代，之后是硅年代，而往后将是碳年代”。
一位碳资料研讨人员就研讨的含义和方针如此说道。尤其是电子电路的全碳化，可以说是碳资料研讨人员的一致。现在，这个愿望正朝着完结猛进。假如全碳化成为实际，电子产品将比现在更轻量、更健壮，柔性产品也能完结超高功能，并且价格会大幅下降。
鸿海开发，华为选用
碳化的意向似将从电子产品的外围向中心进发。个人电脑等的机壳资料就常运用碳纤维增强树脂基复合资料（CFRP）。其最大长处是，既轻又健壮。
在电子产品的内部，碳作为导电资料的运用虽未能取得发展，但2013年中期总算在接触面板和太阳能电池等上开端了有用化。接触面板装备在了我国华为技能有限公司于2013年5月上市的智能手机上。
接触面板的开发商是台湾鸿海精细工业在我国大陆的集团公司——我国富纳源创（CNTouch）。为高度统筹透明性和导电性而选用了管状碳资料——碳纳米管（CNT）。
补白：
碳纳米管（CarbonNanotube）即管状碳资料。把碳原子以蜂窝状相连的薄膜（石墨烯）再制成管状。管的直径细至0.4nm～50nm。依据把薄膜卷成管状的办法的不同（手性），分为金属型和半导体型。半导体型的带隙因直径而异。碳纳米管是名城大学研讨生院理工学研讨科教授、NEC特别研讨员饭岛澄男1991年发现的。
太阳能电池方面，早年有机薄膜太阳能电池就一向将称为富勒烯*的足球状碳资料作为n型半导体运用。通过长时刻的研讨开发，2013年三菱化学开端量产并开端了样品供货。
富勒烯（Fullerene）即组成五元环或六元环的碳原子相互衔接构成的球状或椭球状资料的总称。合计由60个碳原子组成球状的资料称为C60。C60的五元环和六连环的衔接形状与足球相同。该资料发现于1985年，三位发现者取得了1996年的诺贝尔化学奖。
后硅年代的有力替补
不仅如此，已完结开发、只等着上市的资料和部件连续不断地出现。电容器、存储器、各种高功能传感器等部件也开发出了选用薄膜状碳资料CNT和石墨烯*的产品。功能十分高，假如资料量产本钱下降，便能当即有用化的开发事例十分多。
补白：
石墨烯（Graphene）=六个碳原子组成六元环，然后再相连构成蜂窝状薄膜的资料。也是构成石墨的根本单位。知道这种根本单位是在1962年，但从石墨中以不含杂质的方式别离出来是在2004年。是用胶带转印的机械剥离法完结的。完结了别离，并且探明晰许多特别物理性质的两人取得了2010年的诺贝尔物理学奖。
金刚石半导体的有用化也在研讨人员的考虑之中。意在曾经只能运用真空管的用处。比方用于电力系统控制和电视台发射塔的高耐压控制元件等。
接下来，可以称之为全碳化的中心、用碳资料完结逾越硅极限的高功能IC和微处理器的技能也看到了曙光。现在现已集成出了CNT晶体管，试制了原始的微处理器，并确认了工作情况。
IBM公司表明，运用CNT晶体管和现有的半导体制作工艺，有或许完结与现在的高功能微处理器相匹敌的晶体管集成度。正以本世纪20年代上半期完结有用化为方针推动开发。
资料潜力超高
碳资料遭到重视，全碳化方针备受瞩目主要有两大理由。（1）碳资料的根本特性远远高于其他资料、（2）碳为常见元素，收购本钱低。
关于（1），在电特性、导热性和机械特性三方面均远远高于其他资料。电特性方面，单层CNT和石墨烯的载流子迁移率在室温环境下理论上为10万～20万cm2/Vs，实测值也到达3万cm2/Vs，是硅的20～100倍。对大电流的耐性也高达铜（Cu）的1000倍。
导热率与其他资料比较也十分高。例如，CNT和石墨烯的导热率是硅的20～30倍，是铜（Cu）和银（Ag）的约10倍，即便与曾经导热率最高的金刚石比较，也高达其2倍左右。
机械特性方面，损坏强度到达钢铁的约20倍以上，硬度也与金刚石适当或许更高。比外表积为1300～2600m2/g，在相同外表的资猜中为最轻。
还有潜力作受光元件
CNT和石墨烯的光学特性也很高。二者均为直接跃迁型、即十分简单发光的资料，而硅正好相反，是难以发光的资料。石墨烯还具有电磁波吸收率不受频率影响的特色。
并且，石墨烯还有许多其他碳资料所不具有的性质。例如，具有极高的隔绝功能，不会透过氦原子;因形状的不同而具有磁性，等等注2）。
注2）除此之外还具有几何学相位Berry相位，石墨烯上的电子的有用质量像光子相同为零。
关于（2）碳为常见资料这一点，与以硅为根底的电子部件比较，有望大幅下降本钱。这是由于碳资料本钱自身就很低，并且还能大幅简化制作设备。说得极端点，就连铅笔也能成为制作设备。用铅笔写字绘画，就好像涂布了石墨烯。实际上现已有了用铅笔制作电池和传感器的比方。
开发制作技能需要时刻
尽管这些资料潜力十分高，但迄今根本没在电子范畴应用过。CNT的发现现已20年有余，石墨烯也发现有10年了，金刚石更是历史悠久，但一向都处于“默默无闻”的状况。
原因在于，没有可以发挥这种高潜力的资料组成技能和电子部件制作技能。尤其是组成资料时，存在纯度低、结晶缺点多的课题，量产极为困难。取得高品质CNT和石墨烯的精粹本钱十分高，终究价格会到达每克几十万～几百万日元。
碳用于电子部件时的课题也还许多。组成的单层CNT直径为0.4nm～几十nm，石墨烯每个原子的厚度只有约0.3nm，难以处理。并且，用于晶体管也存在深入的课题，比方单层CNT一般呈金属型和半导体型混合的状况、石墨烯不能直接作为半导体运用，等等。
碳资料的应用在最近忽然呈暴发性生长，是由于这资料组成技能和电子部件制作技能的课题取得了巨大发展。尽管在充分发挥碳资料原本的实力方面还处于研制途中，但碳资料的高潜力已初露端倪。
