Войти

Транзисторы из графена обеспечили радиочипу IBM рекордную производительность

4754
3
+7
Nano_carbon_tube
Иллюстрация на тему "Углеродные нано трубки". Источник: cao-tv.ru.

Графен является одним из тончайших наноматериалов в мире. Он обладает совершенно уникальными электрическими, оптическими, механическими и тепловыми свойствами. Фактически пласт графена представляет собой двухмерный лист толщиной в один атом. Атомы углерода в графене выстроены в виде шестигранных сот.


С момента его открытия двумя физиками русского происхождения, Константином Новосёловым и Андреем Геймом, учёные изучали свойства углеродного материала и потенциальные области его применения. Графен может пригодиться практически для чего угодно: на его основе можно создавать гибкие сенсорные экраны, сверхпроизводительные схемы и даже ультрапрочные презервативы.


Теперь инженеры из компании IBM создали полностью функциональный радиочип, взяв за основу сочетание кремниевой пластины и графеновых транзисторов. По словам разработчиков, это устройство должно произвести революцию в технологии беспроводной коммуникации.


Больше всего физики ценят графен не столько за прочность, сколько за высокую температурную и электрическую проводимость. Лёгкие и гибкие элементы из графена могут однажды полностью заменить кремниевые чипы, которые есть во всей современной электронике. Новое исследование показывает, что аналоговые схемы, такие как радиочипы, можно также создавать из графена. Это в перспективе может привести к появлению бюджетных и намного более эффективных беспроводных устройств.


Компьютерная модель полной интегральной схемы на графеновых транзисторах (иллюстрация IBM).


До сих пор заставить беспроводные чипы (обеспечивающие связь через Wi-Fi и Bluetooth) работать с графеновыми транзисторами было почти невозможно, поскольку крайне деликатный графен невозможно было удержать на стандартной кремниевой базе. В этом инженеры из IBM убедились на собственном опыте.


В 2011 году они построили миниатюрный радиочип с графеновыми транзисторами, однако добавить другие элементы схемы, такие как резисторы и катушки, уже не удалось. Они окончательно повредили структуру графена, и он потерял способность усиливать напряжение.


"С тех пор нашей главной задачей стала модификация сборки таким образом, чтобы из графена можно было строить функциональные схемы и не повреждать материал", — рассказывает соавтор исследования Супратик Гуха (Supratik Guha), материаловед из компании IBM.


Как правило, прочие структурные компоненты чипа ставятся поверх транзисторов, но этот метод, как мы уже упомянули, оказался нерабочим. Поэтому Гуха и его команда решили сконструировать чип наоборот: сначала уложить металлические компоненты, а затем добавить графеновые транзисторы.


Электронная микрофотография ключевых компонентов новой интегральной схемы — катушка индуктивности, графеновые полевые транзисторы (GFET) и конденсатор (фото IBM).


"Обратная методика построения чипа позволила увеличить производительность транзисторов в 10 тысяч раз по сравнению с предыдущей моделью", — сообщает ведущий автор исследования Шу-Цзень Хань (Shu-Jen Han).


Чтобы проверить работу микросхемы, исследователи отправили радиосигнал, содержащий три буквы — I, B и M — название родной корпорации. Как сообщается в пресс-релизе компании, устройство успешно приняло этот сигнал. Более того, учёные заметили, что высокая проводимость графена способствовала низкому энергопотреблению цепи, что делает устройство намного более выгодным, чем любые аналогичные радиочипы.


Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) принимало непосредственное участие в финансировании данного исследовательского проекта и теперь рассчитывает на то, что армия США в ближайшие годы будет использовать бюджетную и эффективную беспроводную связь.



Ася Горина

  • В новости упоминаются
Страны
Компании
3 комментария
№1
04.02.2014 14:16
ИМХО, в статье не хватает картинок... а я с детства не люблю книжки без картинок)



Graphene Integrated Circuit. Optical image of a completed graphene integrated circuit (IC) including contact pads. (IBM (c). Date added: 10 Jun 2011).



Цитата
Изображение полевого графенового транзистора. (взято здесь)
+2
Сообщить
№2
04.02.2014 14:20
Цитата, статья
Электронная микрофотография ключевых компонентов новой интегральной схемы — катушка индуктивности, графеновые полевые транзисторы (GFET) и конденсатор (фото IBM).

+1
Сообщить
№3
04.02.2014 14:26

Цитата
Трехмерная модель графенового транзистора, при помощи которого специалистам лаборатории IBM удалось побить "частотный рекорд". (кликните картинку для увеличения)
(взято здесь)
+4
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 22.08 20:03
  • 6
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 22.08 19:08
  • 16390
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 22.08 07:44
  • 2
"Военная хроника": Связка Су-25 и БПЛА "Герань" увеличивает дальность поражения
  • 22.08 07:29
  • 2
Приполярные районы Луны посчитали идеальным местом для выживания земных микробов
  • 22.08 00:46
  • 1
Замглавы МО РФ обсудил с послом Шри-Ланки перспективы военного сотрудничества
  • 22.08 00:03
  • 1
Российские военные научили робота «Курьер» автоматически уничтожать дроны
  • 21.08 23:33
  • 1
Цель определена: Украина разместит предприятие по производству БПЛА в Финляндии
  • 21.08 23:30
  • 1
За время СВО "Ланцеты" применены уже более 5 тысяч раз
  • 21.08 23:20
  • 0
Комментарий к "The Atlantic рассказал о «страшном сне НАТО»"
  • 21.08 23:02
  • 3
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 21.08 21:54
  • 0
Комментарий к "Кто победит в дуэли Су-57 против Dassault Rafale? Ответ может удивить (The National Interest, США)"
  • 21.08 21:30
  • 135
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 21.08 18:02
  • 0
Комментарий к " "Именно этого Москва не хочет". Этим учением НАТО посылает четкий сигнал (Die Welt, Германия)"
  • 21.08 18:01
  • 0
Комментарий к "Америка должна выйти из НАТО и перестать играть роль мирового жандарма на Ближнем Востоке (19FortyFive, США)"
  • 21.08 14:11
  • 3
Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)