半导体（ semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

两位滑铁卢化学家已经使制造商更容易生产一种新的更快、更便宜的半导体。

化学家们已经找到了一种同时控制沉积在表面上单壁碳纳米管取向和尺寸的方法。这意味着，相对于硅，半导体开发者可以使用碳，这将缩小器件的尺寸，提高器件的速度，同时提高电池的使用寿命。

滑铁卢大学加拿大研究主席Derek Schipper说：“我们已经达到以硅为基础的设备在物质上可能达到的极限。”“单壁碳纳米管的电子元件不仅功能更强，而且耗电量也更少。”

这个过程，被称为排列继电器技术，它依靠液晶传递到金属氧化物表面的方向信息。小分子被称为iptycenes，连接到表面，将取向模式锁定在合适的位置。他们的结构包括一个小口袋，大到适合在清洗后仍然保留的特定尺寸的碳纳米管。

“这是化学家们首次能够从外部控制小分子共价结合到表面的方向。”Schipper说，他是一名化学教授，也是纳米技术研究所的成员。“我们不是第一个提出碳纳米管的潜在解决方案的人。但这是唯一能同时应对方向和纯洁性挑战的方法。”

Schipper进一步指出，这种方法是自下而上地利用有机化学来设计和构建一个分子，然后进行艰苦的工作。

“一旦你构建了这些片段，这个过程就很简单。这是一种不需要特殊设备的板凳式方法。”Schipper解释说。

相较于依赖合适分子设计的自组装技术，这个过程可以在每个步骤中进行控制，包括iptycene的“口袋”的大小。此外，这也是首次找到了同时应对碳纳米管排列和纯化挑战的解决方案。

这项研究是与滑铁卢化学系的博士候选人Serxho Selmani共同撰写的。本周，该研究发表在了《英国化学国际版》期刊上。