Trijų krypčių tranzistoriai

Šaltinis: Trijų režimų vieno tranzistoriaus grafeno stiprintuvas ir jo pritaikymai
Kartik Mohanram ir kt.
ACS Nano 4: 5532-5538

Trigubas laikas: Šis vieno tranzistoriaus stiprintuvas, grafeno juostelė, perbraukta metaliniais elektrodais, su vienu tranzistoriumi atlieka tai, ko dabar reikia daug.

Rezultatai: Tyrėjai sukūrė vienos pakopos grafeno tranzistorių stiprintuvą ir parodė, kad jis gali atlikti tris funkcijas viename: gali atlikti teigiamą, neigiamą krūvį arba abu vienu metu. Įrenginys gali užkoduoti duomenų srautą keisdamas signalo dažnį arba fazę – tai užduotis, kuriai paprastai grandinėje reikia kelių tranzistorių.

Ši istorija buvo mūsų 2011 m. sausio mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Kodėl tai svarbu: Ankstesni grafeno tyrimai daugiausia buvo skirti tam, kaip greitai jis atlieka elektros krūvį; grafeno tranzistoriai yra 10 ar daugiau kartų greitesni nei silicio. Naujas darbas parodo, kad jie turi ir kitų privalumų. Kadangi vienas grafeno tranzistorius gali atlikti kelių silicio tranzistorių darbą, grafenas gali būti integruotas į kompaktiškesnius belaidžių telekomunikacijų įrenginių lustus, tokius kaip RFID žymos ir „Bluetooth“ ausinės.

Metodai: Rice universiteto mokslininkai iškėlė hipotezę, kad grafeno tranzistorius su trimis elektros gnybtais, t. y. srovės srautą valdančiomis ir laiduojančiomis struktūromis, gali būti valdomas taip, kad tranzistorius persijungtų tarp būsenų, kuriose jis atlieka teigiamą, neigiamą krūvį ir abu. Naudodami standartinius grafeno grandinių gamybos metodus, Kalifornijos universiteto Riverside mokslininkai sukūrė grandines, į nedidelį vieno sluoksnio grafeno gabalėlį pridėdami metalinius elektrodus ir atskirtą rezistorių. Bandymai parodė, kad gautas vienos pakopos stiprintuvas veikė taip, kaip buvo numatyta, perjungdamas būsenas, kai buvo pritaikyta skirtinga įtampa. Įrenginys taip pat galėtų veikti kaip stiprintuvas taikant įprastus duomenų perdavimo būdus skaitmeniniu atskaitos signalo moduliavimu.

Tolesni žingsniai: Mokslininkai dabar bando integruoti kelis grafeno tranzistorius į sudėtingesnių programų grandinę.

Daugiau galios vienam fotonui

Tyrėjai demonstruoja būdą, kaip daugiau šviesos energijos paversti elektra

Šaltinis: Kelių eksitonų kolekcija jautrioje fotovoltinėje sistemoje
Bruce'as Parkinsonas ir kt.
Science 330: 63-66

Rezultatai: Tyrėjai sukūrė saulės elementą, galintį surinkti kelis elektronus kiekvienam sugertam didelės energijos fotonui, ir jiems pavyko tiesiogiai išmatuoti elektronų išeigą.

Kodėl tai svarbu: Nors mokslininkai nuolat didino elektros energijos kiekį, kurį gali pagaminti saulės elementai, jie susiduria su esminiais apribojimais, kuriuos nustato fotonų pavertimo elektronais puslaidininkinėse medžiagose fizika. Įprasti saulės elementai efektyviai konvertuoja tik vieną šviesos bangos ilgį; arba jie nesugeba sugerti kitų šviesos bangų ilgių arba išmeta papildomą energiją kaip šilumą. Tyrėjai parodė, kad dalį šios papildomos energijos įmanoma užfiksuoti perkeliant kiekvieno didelės energijos fotono energiją daugiau nei vienam elektronui. Šis metodas galėtų būti naudojamas gaminant itin efektyvius, bet nebrangius saulės elementus.

Metodai: Nors kiti tyrėjai patvirtino, kad fotono energiją galima perduoti daugiau nei vienam elektronui, niekas tiesiogiai šio reiškinio saulės elemente neišmatavo, nes papildomi elektronai yra per trumpaamžiai. Tačiau šiuo atveju mokslininkai naudojo puslaidininkius nanokristalus, vadinamus kvantiniais taškais, kaip aktyvią saulės elementų medžiagą, modifikuodami jų paviršiaus chemiją, kad tarp jų ir puslaidininkio oksido kristalo substrato būtų sukurtas stiprus ryšys. Ryšys leido elektronams greitai judėti iš kvantinių taškų į puslaidininkį, kur jie buvo matuojami kaip srovė.

Tolesni žingsniai: Aktyvi medžiaga kvantinio taško bandymo ląstelėse yra tokia plona, ​​kad beveik visa šviesa pro ją praeina nesugerta. Tyrėjai siūlo išspręsti šią problemą plonu jo sluoksniu uždedant itin porėtą, didelio paviršiaus plotą turinčią medžiagą. Tyrėjai taip pat dirba su įvairių tipų kvantiniais taškais, kurie gali sugerti ir konvertuoti daugiau šviesos.

paslėpti