Graphene muliggør højhastighedselektronik på fleksible materialer

En fleksibel detektor til terahertz-frekvenser (1000 gigahertz) er udviklet af Chalmers-forskere ved hjælp af grafentransistorer på plastiksubstrater. Det er den første af sin slags, og kan udvide brugen af ​​terahertz -teknologi til applikationer, der kræver fleksibel elektronik, såsom trådløse sensornetværk og bærbar teknologi. Resultaterne er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Anvendt fysik bogstaver .

Terahertz -stråling har en lang række anvendelser og kan forekomme i alt fra radioastronomi til medicin. Udtrykket refererer til de elektromagnetiske bølger, hvis frekvenser spænder fra 100 gigahertz til 10 terahertz. Efterspørgsel efter højere båndbredde i trådløs kommunikation og afbildning til sikkerhedsapplikationer har ført til intensiveret forskning i systemer og komponenter beregnet til terahertz-frekvenser.

En udfordring har længe været at muliggøre lav vægt og billige applikationer. Imidlertid, fremskridt inden for polymerteknologi har fremmet udviklingen af ​​fleksibel elektronik og muliggjort produktion af højfrekvente enheder på fleksible substrater.

Nu, Chalmers forskere Xinxin Yang, Andrei Vorobiev, Andrey Generalov, Michael A. Andersson og Jan Stake har udviklet den første mekanisk fleksible og grafenbaserede terahertz-detektor af sin art. Dermed, baner vejen for fleksibel terahertz-elektronik.

Detektoren har unikke funktioner. Ved stuetemperatur, det registrerer signaler i frekvensområdet 330 til 500 gigahertz. Den er gennemsigtig og fleksibel, og åbner for en række applikationer. Teknikken kan bruges til billeddannelse i terahertz-området (THz-kamera), men også til at identificere forskellige stoffer (sensor). Det kan også være en potentiel fordel i sundhedsvæsenet, hvor terahertz-bølger kan bruges til at opdage kræft. Andre områder, hvor detektoren kunne bruges, er billedsensorer til køretøjer eller til trådløs kommunikation.

De unikke elektroniske egenskaber ved grafen, kombineret med dens fleksible natur, gør det til et lovende materiale at integrere i plast og stof, noget, der vil være vigtige byggesten i en fremtidig sammenkoblet verden. Grafenelektronik muliggør nye applikationer til, blandt andet, hverdagsgenstande, som almindeligvis omtales som tingenes internet.

Detektoren viser grafens konkrete muligheder, et materiale, der leder elektrisk strøm ekstremt godt. Det er en funktion, der gør grafen til en attraktiv byggesten i hurtig elektronik. Chalmers-forskernes arbejde er derfor et vigtigt skridt fremad for grafen i terahertz-området, og et gennembrud for høj ydeevne og billig fleksibel terahertz -teknologi.

Detektoren vakte opmærksomhed på EU's digitale topmøde i Tallinn for nylig, hvor flere vigtige teknologiske innovationer muliggjort af grafen og relaterede materialer blev udstillet. På topmødet, EU's stats- og regeringschefer var samlet for at diskutere digital innovation og Europas digitale fremtid. Flagskibets fokus var at vise, hvilken rolle grafen kan spille.