Войти

Транзисторы из графена обеспечили радиочипу IBM рекордную производительность

4515
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
  • 28.04 09:09
  • 1
Китай стал мировым лидером по мощности атомных станций
  • 28.04 06:33
  • 1
Источник: в результате теракта в Брянской области погиб ключевой разработчик РЭБ «Красуха»
  • 28.04 06:23
  • 7
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 28.04 05:11
  • 8672
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 28.04 05:05
  • 23
Генерал-майора Ивана Попова приговорили к пяти годам колонии общего режима и лишили звания
  • 28.04 02:20
  • 1
Россия более чем удвоила производство истребителей-бомбардировщиков Су-34 — доставлена очередная партия (Military Watch Magazine, США)
  • 28.04 02:05
  • 1
Эксперт Степанов: Пхеньян проявил себя как реальный союзник в курской операции
  • 27.04 05:40
  • 22
Российские системы ПВО: первый опыт реального боевого применения
  • 26.04 20:56
  • 10
"Вампиры" против "Гераней" на Украине
  • 26.04 20:38
  • 1475
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 26.04 20:20
  • 39
Командующий ВВС США в Европе о роли авиации в боевых действиях на Украине
  • 26.04 02:52
  • 2
СМИ: японские военные вышли на финишную прямую в создании рельсотрона
  • 25.04 19:36
  • 1
Массированная атака украинских БПЛА на Крым может быть подготовкой к десантной операции
  • 25.04 17:11
  • 0
БПЛА для Беларуси – запас карман не тянет!
  • 25.04 17:11
  • 40
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС