Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Seneste grafenforskning kan føre til forbedringer i bluetooth-headset og andre enheder

Alexander Balandin, ret, og Guanxiong Liu, en af ​​Balandins kandidatstuderende

Forskere ved UC Riverside Bourns College of Engineering har bygget og med succes testet en forstærker lavet af grafen, der kunne føre til mere effektive kredsløb i elektroniske chips, som dem, der bruges i Bluetooth-headsets og betalingsenheder i biler.

grafen, en enkeltatomet tyk kulstofkrystal, blev først isoleret i 2004 af Andre Geim og Konstantin Novoselov, der vandt Nobelprisen i fysik i denne måned for det arbejde. Grafen har mange ekstraordinære egenskaber, inklusive overlegen elektrisk og varmeledningsevne, mekanisk styrke og unik optisk absorption.

Demonstrationen på UCR af grafenforstærkeren med signalbehandlingsfunktioner er et stort skridt fremad inden for grafenteknologi, fordi det er en overgang fra individuelle grafenenheder til grafenkredsløb og -chips, sagde Alexander Balandin, professor i elektroteknik, som udførte arbejdet sammen med en kandidatstuderende og forskere ved Rice University.

Triple-mode forstærkeren baseret på grafen har fordele i forhold til forstærkere bygget af konventionelle halvledere, såsom silicium, sagde Balandin, som også er formand for UC Riverside Materials Science and Engineering-programmet. Grafenforstærkeren afslører større funktionalitet og en hurtigere hastighed på grund af grafenens elektriske ambipolaritet (strømledning ved negative og positive ladninger).

Den kan skiftes mellem forskellige driftsformer ved en simpel ændring af påført spænding. Disse egenskaber forventes at resultere i enklere og mindre chips, en hurtigere systemrespons og mindre strømforbrug.

Den eksperimentelle demonstration af grafenforstærkerens funktionalitet blev rapporteret i sidste uge i tidsskriftet ACS Nano .

Fremstillingen og eksperimentelle test blev udført i Balandins Nano-Device Laboratory. Medforfatterne til avisen er Guanxiong Liu, en af ​​Balandins kandidatstuderende, Kartik Mohanram, en assisterende professor ved Rice University, og Xuebei Yan, en af ​​Mohanrams kandidatstuderende.

Forskerne fra Rice University designede forstærkeren og testprotokollen. Liu byggede enheden i UCR-rensrummet. Liu og Yan testede derefter forstærkeren i Balandins laboratorium.

Triple-mode forstærkeren kan oplades når som helst under drift i de tre tilstande:positiv, negativ eller begge dele. Ved at kombinere disse tre tilstande, forskerne demonstrerede, at forstærkeren kan opnå den modulation, der er nødvendig for faseskift-keying og frekvensskift-keying, som er meget udbredt i trådløse og lydapplikationer.

Disse applikationer omfatter:Bluetooth-headset til mobiltelefoner; radiofrekvensidentifikation (RFID), som bruges i trådløse produkter, herunder vejafgiftsopkrævningsanordninger i biler, kort, der bruges til at betale for offentlig transport og identifikationsmærker på dyr; og ZigBee, en kommunikationsprotokol, der bruges i enheder som f.eks. trådløse lyskontakter med lamper og elmålere med in-home-display.


Varme artikler