北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院電子學(xué)系、納米器件物理與化學(xué)教育部重點實驗室丁力博士和張志勇副教授作為共同第一作者所撰寫的研究論文CMOS-based carbon nanotube pass-transistor logic integrated circuits，于2012年2月14日在《自然》子刊《自然.通訊》（Nature communications, 2012, 3, No.677, DOI:10.1038/ncomms1682）上全文發(fā)表（http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n2/full/ncomms1682.html）。該文章報道了彭練矛教授研究團隊在碳納米管集成電路領(lǐng)域取得的重要進展�；瘜W(xué)與分子工程學(xué)院李彥教授和美國杜克大學(xué)劉杰教授為該研究工作提供了碳納米管材料。

　　在大量前期工作的基礎(chǔ)上，丁力和張志勇率先在碳管電路設(shè)計方面進行探索，找到了能夠充分發(fā)揮碳納米管器件性能特點的電路構(gòu)建方式——傳輸晶體管邏輯（PTL）電路。他們通過自主開發(fā)的無摻雜技術(shù)在碳管上制備出高性能的CMOS器件，并采用PTL方式構(gòu)建電路，大大提高單個晶體管的效率，從而簡化電路設(shè)計。在單根碳納米管上制備出“與”、“或”、“異或”等基本邏輯門電路，并構(gòu)建出全加器、編碼/譯碼電路以及D鎖存器電路，使得碳管集成電路的規(guī)模和功能直接面向CPU中的核心部件——邏輯運算單元，并且電路可以工作在低達0.4 V的電壓下，從而相對于硅基技術(shù)顯示出明顯的低功耗優(yōu)勢。

該工作為碳管規(guī)模集成電路找到一種實現(xiàn)方式，在單根碳管集成電路規(guī)模和功能方面取得巨大突破，為進一步探索碳納米管在電路方面的潛力提供了研究平臺，將成為碳基電子學(xué)發(fā)展中的一個重要的里程碑。

　　碳納米管晶體管被認為是有可能補充甚至取代硅基CMOS器件、延續(xù)摩爾定律的未來信息處理元件。經(jīng)過近十年持之以恒的探索，彭練矛教授研究團隊解決了碳基電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)一系列關(guān)鍵問題，包括碳管器件n型歐姆接觸的實現(xiàn)、性能接近理論極限的n型自對準頂柵器件、適合碳基材料的高k柵介質(zhì)材料、無摻雜高性能碳納米管CMOS集成技術(shù)等等，從2007年起，研究成果陸續(xù)發(fā)表在《納米快報》（Nano Letters）、《美國化學(xué)學(xué)會納米》（ACS Nano）、《先進材料》（Advanced Materials）、《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）等頂級期刊上。