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 5

Štúdia: Rozsiahla obnova lesov by mohla výrazne spomaliť globálne otepľovanie

10.07.2019 00:05

Už neraz sme počuli, že výsadba stromov môže pomôcť zachrániť svet pred globálnym otepľovaním. Teraz sú k dispozícii aj údaje o tom, že ak vysadíme správne druhy stromov v správnych pôdnych typoch po ...

Výskum 1

Nanoorganizmy poháňané svetlom konzumujú oxid uhličitý a vytvárajú ekologické plasty a ešte aj palivo

04.07.2019 00:05

Výskumníci z University of Colorado Boulder vyvinuli nanobiohybridné organizmy, ktoré dokážu premieňať oxid uhličitý zo vzduchu a dusík na rôzne plasty a palivá. Využitím kvantových bodiek aktivovanýc ...

Výskum

Vedci teleportovali kvantovú informáciu v diamante

03.07.2019 00:05

Výskumníci z Yokohama National University bezpečne teleportovali kvantové informácie v rámci diamantu. Ich štúdia môže mať veľký vplyv na kvantovú informačnú technológiu – budúcnosť toho, ako sa citli ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá