Image
14.9.2018 0 Comments

Grafén umožní taktovať procesory na terahertzových frekvenciách

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
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Astronauti budú jesť mäso z 3D biotlačiarne. A nie len oni

15.10.2019 00:20

Izraelský startup Aleph Farm po prvýkrát úspešne vypestoval mäso pomocou biotlačiarne vo vesmíre. Experiment uskutočnil v spolupráci s partnermi 3D Bioprinting Solutions, Meal Source Technologies a F ...

Výskum 1

Prenosný kompaktný fúzny reaktor môže spôsobiť revolúciu v energetike

14.10.2019 00:10

Vedci už dávno túžia vytvoriť dokonalý zdroj energie. Ten by v ideálnom prípade nahradil fosílne palivá chrliace skleníkové plyny a poháňal autá, lode, lietadlá aj kozmické lode. Zdá sa, že najpravdep ...

Výskum

„Strojové videnie“ dokáže pomocou rádiových vĺn rozoznať činnosť človeka za stenou

11.10.2019 00:15

Strojové videnie má lepšiu schopnosť rozoznávať ľudí, tváre a objekty ako človek. Dokáže dokonca rozoznať aj niektoré druhy činností, hoci nie tak dobre ako ľudia. No problém spôsobuje, keď sú ľudia, ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

ITAPA_2019

Najnovšie videá

SlovakiaTech 2019