TCL 2022 TCL 2022 TCL 2022

Grafén umožní taktovať procesory na terahertzových frekvenciách

0

Grafén sa považuje za sľubný materiál pre nanoelektroniku budúcnosti. Teoreticky by mal umožňovať taktovacie frekvencie až tisíckrát vyššie ako súčasná kremíková elektronika. Teraz vedci z Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) a University of Duisburg-Essen (UDE) v spolupráci s Ústavom Max Plancka pre výskum polymérov preukázali, žemôže skutočne efektívne konvertovať elektronické signály s frekvenciami v gigahertzovom pásme na signály s niekoľkonásobne vyššou frekvenciou. Svoje výsledky prezentovali vo vedeckom časopise Nature

Dnešné elektronické komponenty na báze kremíka pracujú s taktovacími frekvenciami niekoľko sto gigahertzov. To znamená, že prepínajú niekoľko miliárd krát za sekundu. Elektronický priemysel sa však v súčasnosti snaží získať prístup do oblasti terahertzových frekvencií, čo je tisíckrát vyššia rýchlosť. Potenciálnym nástupcom kremíka môže byť grafén, ktorý má vysokú elektrickú vodivosť a je kompatibilný so všetkými existujúcimi elektronickými technológiami. 

Teraz tím pod vedením Dr. Michaela Genscha poskytol prvý priamy dôkaz o znásobení frekvencie z gigahertzov na terahertzy v monovrstve grafénu. Podarilo sa mu to pomocou triku. Výskumníci použili grafén, ktorý obsahuje veľa voľných elektrónov, ktoré pochádzajú z interakcie grafénu so substrátom, na ktorom je uložený, ako aj s okolitým vzduchom.

Ak sú takéto „mobilné“ elektróny excitované oscilujúcim elektrickým poľom, podelia sa o svoju energiu s ostatnými elektrónmi v graféne. Potom sa správajú spoločne ako ohrievaná kvapalina. Obrazne povedané, z elektronickej „kvapaliny“ grafénu sa stáva elektronická „para“. Zmena z „kvapaliny“ na „paru“ prebieha veľmi rýchlo – iba za bilióntiny sekundy. To spôsobuje významné zmeny vo vodivosti grafénu, čo je kľúčový jav vedúci k preklopeniu gigahertzových frekvencií na terahertzové.

Vedci použili elektromagnetické impulzy zo zariadenia TELBE, zdroja terahertzového žiarenia v ELBE Center for High-Power Radiation Sources pôsobiacom pri HZDR,s frekvenciami medzi 300 až 680 gigahertzov a premenili ich v graféne na elektromagnetické impulzy s troj-, päť- a sedemnásobkom počiatočnej frekvencie, t. j. zvýšili ich frekvencie do terahertzovej oblasti. Ide o prelomový objav, dokazujúci, že elektronika na báze uhlíka môže fungovať veľmi efektívne pri ultravysokých frekvenciách, ktoré sú pre tradičné polovodiče nemysliteľné.

Zdroj: sciencedaily.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články
grafén veda technológie elektronika buducnost

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať