Fysikere udvikler en effektiv metode til signaloverførsel fra nanokomponenter

Fysikere har udviklet en innovativ metode, der kunne muliggøre effektiv brug af nanokomponenter i elektroniske kredsløb. For at opnå dette, de har udviklet et layout, hvor en nanokomponent er forbundet til to elektriske ledere, som frakobler det elektriske signal på en yderst effektiv måde. Forskerne ved Institut for Fysik og Swiss Nanoscience Institute ved University of Basel har offentliggjort deres resultater i det videnskabelige tidsskrift Naturkommunikation sammen med deres kolleger fra ETH Zürich.

Elektroniske komponenter bliver mindre og mindre. Komponenter, der kun måler nogle få nanometer - størrelsen på omkring ti atomer - produceres allerede i forskningslaboratorier. Takket være miniaturisering, mange elektroniske komponenter kan placeres i begrænsede rum, hvilket vil øge ydelsen af ​​elektronik endnu mere i fremtiden.

Hold af forskere rundt om i verden undersøger, hvordan man producerer sådanne nanokomponenter ved hjælp af kulstofnanorør. Disse rør har unikke egenskaber - de tilbyder fremragende varmeledning, kan modstå stærke strømme, og er velegnede til brug som ledere eller halvledere. Imidlertid, signaloverførsel mellem et carbon -nanorør og en betydeligt større elektrisk leder forbliver problematisk, da store dele af det elektriske signal går tabt på grund af refleksion af en del af signalet.

Antireflex øger effektiviteten

Et lignende problem opstår med lyskilder inde i et glasobjekt. En stor mængde lys reflekteres af væggene, hvilket betyder, at kun en lille andel når ydersiden. Dette kan imødegås ved at bruge en antireflex belægning på væggene.

Anført af professor Christian Schönenberger, forskere i Basel tager nu en lignende tilgang til nanoelektronik. De har udviklet en antireflex -enhed til elektriske signaler for at reducere den refleksion, der opstår under transmission fra nanokomponenter til større kredsløb. For at gøre det, de skabte en særlig dannelse af elektriske ledere af en vis længde, som er koblet med et carbon nanorør. Forskerne var derfor i stand til effektivt at frakoble et højfrekvent signal fra nanokomponenten.

Forskelle i impedans forårsager problemet

Kobling af nanostrukturer med betydeligt større ledere viste sig at være svært, fordi de har meget forskellige impedanser. Jo større forskel i impedans mellem to ledende strukturer, jo større tab under transmission. Forskellen mellem nanokomponenter og makroskopiske ledere er så stor, at der ikke vil blive transmitteret noget signal, medmindre der træffes modforanstaltninger. Antireflex -enheden minimerer denne effekt og justerer impedanserne, fører til effektiv kobling. Dette bringer forskerne betydeligt tættere på deres mål om at bruge nanokomponenter til at transmittere signaler i elektroniske dele.