Inžinieriai sukuria radijo imtuvą iš grafeno

Štai paprastas įrenginys. Ištieskite grafeno lakštą tarp dviejų elektrodų, kad susidarytumėte savotišką batutą, o tada padėkite trečią elektrodą po batutu. Galiausiai nusiųskite nuolatinę srovę per grafeną ir pridėkite radijo dažnio įtampą viršuje, kad pamatytumėte, kas atsitiks.

Būtent tokį eksperimentą atliko Yuehang Xu iš Kolumbijos universiteto Niujorke ir jo draugai. Jie sako, kad grafeno lakštas rezonuoja, kai sprogsta įtampa, keičianti radijo dažnio signalus, ir kad tai galima lengvai išmatuoti stebint talpą tarp lakšto ir trečiojo elektrodo, esančio po lakštu.

Tai reikšmingas rezultatas. Jau kurį laiką fizikai tikisi rasti būdų, kaip panaudoti nanoelektromechaninius rezonatorius radijo signalams tiesiogiai filtruoti ir generuoti. Šiuo metu tai turi būti daroma naudojant įvairius maišymo būdus. Problema ta, kad visi nanoelektromechaniniai prietaisai kenčia nuo parazitinės talpos, kuri linkusi užgožti fizikų dominančius radijo dažnių signalus.

Xu ir bendražygiai teigia, kad jų grafeno lakštų įrenginys nuo to apsaugotas, nes dėl jo konstrukcijos iš esmės išnyksta kintamos talpos poveikis. Ir jie tai įrodo naudodami savo prietaisą, kad išskirtų radijo dažnio signalą 33,27 MHz dažniu.

Jie sako, kad įrenginys gali padaryti daug geriau. Grafeno lakštai yra dviem dydžiais mažiau masyvūs nei panašūs įtaisai, pagaminti iš silicio, todėl gali matuoti signalus daug didesniu dažniu. Xu ir kiti teigia, kad naudojant mažesnius lapus jie turėtų galėti išmatuoti signalus GHz diapazone.

Būtent toks greitis sudomins mobiliųjų telefonų ir kitų radijo dažnių komunikatorių gamintojus.

Žinoma, prieš tai teks išlyginti įvairias problemas. Ne mažiau svarbu yra grafeno batutų gamyba pagal užsakymą. Xu ir bendradarbiai gavo savo pincetu. Tai netiks jokiai masinei gamybai.

Tada yra aušinimo problema. Naujasis įrenginys veikia 77K, todėl jo darbinę temperatūrą reikės padidinti, kad jį būtų galima naudoti vartotojų įrenginiuose. Tačiau nė viena iš šių problemų neatrodo kaip stulbinanti.

Apie nuostabias grafeno savybes fizikai žinojo jau maždaug dešimtmetį. Jie netgi numatė, kad mikroelektronikos pasaulį tai užklups audra. Niekas tikrai neįvertino, kaip greitai tai įvyks. Dabar mes išsiaiškiname.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1012.4415 : Grafeninių mechaninių rezonatorių radijo dažnio elektrinė transdukcija

paslėpti