Как графен мог бы сделать будущую электронику сверхбыстрой

Один слой атомов углерода может увеличивать сигналы от гигагерца до терагерцовых частот.

Спектральное представление. Новые эксперименты показывают, что графен особенно хорош при переводе входящих сигналов одной частоты (красный) в сигналы с более высокими частотами (желтый, зеленый и синий). ©JUNIKS/HZDR

Графен просто добавил еще один значок на свою сверхмассивную "медальную" ленту.

Новые эксперименты показывают, что этот одноатомный слой углерода может преобразовывать электронные сигналы на гигагерцовых частотах в высокочастотные терагерцовые сигналы, которые могут передавать до 1000 раз больше информации в секунду.

Электромагнитные волны в терагерцовом диапазоне, как правило, трудно создать и обычная электроника на основе кремния не справляется с такими высокочастотными сигналами. Но устройства на основе графена могли бы. Эта будущая электроника будет работать намного быстрее cовременной, сообщают исследователи 10 сентября в Nature.

Физик Дмитрий Турчинович из Университета Дуйсбург-Эссен в Германии и его коллеги протестировали терагерцовое производство графена, введя лист этого материала толщиной в атом в 300-гигагерцовое излучением. Когда эти электромагнитные волны попали в графен, электроны в материале быстро нагревались и охлаждались, высвобождая электромагнитные волны с частотой до семи раз выше, чем входящее излучение. "Это еще один потрясающий результат для графена", - говорит Орад Решеф, физик из Оттавского университета, оторый не участвовал в работе. 2-D материал был воспринят как сверхматерия для его необыкновенных способностей, таких как проводящий электрический ток без сопротивления.

Графен преобразовал больше чем одну тысячную, десятитысячную одну статысячную оригинального сигнала на 300 гигагерцев в волны в 0.9, 1.5 и 2.1 терагерца, соответственно. Этот коэффициент конверсии может показаться небольшим, но он чрезвычайно высок для одинарного слоя атомов, говорит Цунюки Озаки, физик из Национального института научных исследований в Квебеке, который не участвует в работе.

Компоненты на основе графена, которые могут работать с терагерцами, "могут использоваться не на обычном Macintosh или ПК, а, возможно, на очень продвинутых компьютерах с высокой скоростью обработки", - говорит Озаки. Он добавляет, что этот двухмерный материал можно использовать для создания высокоскоростных наноустройств.

Графен принимает входящие гигагерцовые волны (черные) и преобразует их в волны в терагерцовом диапазоне, которые имеют в три, пять и семь раз больше первоначальной частоты (красный, зеленый и синий соответственно). ©H.A. HAFEZ ET AL/NATURE 2018

Источник