Fremstilling af bittesmå antenner til bærbar elektronik

Når det kommer til elektronik, større er normalt ikke bedre. Dette gælder især for en ny generation af bærbare kommunikationssystemer, der lover at forbinde mennesker, maskiner og andre objekter i et trådløst "tingenes internet". For at gøre enhederne små og behagelige nok til at have på, videnskabsmænd skal miniaturisere deres komponenter. Nu, forskere i ACS Nano har lavet de mindste radiofrekvensantenner rapporteret endnu, med tykkelser på omkring 1/100 af et menneskehår.

Antenner, der modtager og sender radiobølger, er normalt lavet af metalledere, såsom aluminium, kobber og sølv. Selvom disse materialer har høj elektrisk ledningsevne, de klarer sig ikke godt i ultratynd, letvægts antenner. Som resultat, de fleste metalbaserede antenner er tykkere end 30 mikrometer i diameter, hvilket begrænser deres anvendelse i miniaturiserede elektroniske enheder. For at lave endnu mindre antenner, Keun-Young Shin, Ho Seok Park og kolleger ønskede at prøve at bruge ekstremt tynde plader af et 2-D-materiale, der bestod af et lag metalliske niobiumatomer klemt mellem to lag selenatomer (NbSe ₂ ).

Forskerne lavede deres antenne ved at spraycoating flere lag NbSe ₂ nanoplader på et plastiksubstrat. De testede derefter den 885 nm tykke antenne, at finde, at en 10 × 10 mm ² plaster af det ultratynde materiale fungerede godt, med en strålingseffektivitet på 70,6 %. Enheden forplantede radiofrekvensbølger i alle retninger. Ved at ændre længden af ​​antennen, frekvensen kunne indstilles fra 2,01 til 2,80 GHz, som inkluderer den frekvens, der kræves af Bluetooth- og Wi-Fi-teknologier. Også, antennen kunne bøjes og strækkes uden store ændringer i dens ydeevne. Ud over bærbar elektronik, de nye antenner kunne en dag finde anvendelse i dybe rumkommunikationssystemer, fordi materialet ville blive en superleder i de meget kolde temperaturer i det ydre rum, siger forskerne.