افزایش سرعت ارتباطات الکترونیکی با کمک گرافن

یافته‌های تحقیقاتی جدید در MIT می‌توانند منجر به میکروتراشه‌هایی شوند که در سرعت‌های خیلی بالاتر از آنچه با تراشه‌های سیلیکونی استاندارد امروزی امکان‌پذیر است، کار می‌کنند. با این میکروتراشه‌ها می‌توان تلفن‌های همراه و سیستم‌های ارتباطی دیگری ساخت که داده‌ها را خیلی سریع‌تر انتقال می‌دهند. نکته کلیدی برای ساخت این تراشه‌های پرسرعت؛ استفاده از ماده‌ای به نام گرافن است.

یافته‌های تحقیقاتی جدید در MIT می‌توانند منجر به میکروتراشه‌هایی شوند که در سرعت‌های خیلی بالاتر از آنچه با تراشه‌های سیلیکونی استاندارد امروزی امکان‌پذیر است، کار می‌کنند. با این میکروتراشه‌ها می‌توان تلفن‌های همراه و سیستم‌های ارتباطی دیگری ساخت که داده‌ها را خیلی سریع‌تر انتقال می‌دهند. نکته کلیدی برای ساخت این تراشه‌های پرسرعت؛ استفاده از ماده‌ای به نام گرافن است.

این محققان یک تراشه گرافنی آزمایشگاهی معروف به تقویت‌کننده‌ی فرکانس ساخته‌اند. این تراشه‌ها قابلیت این را دارند که یک سیگنال الکتریکی با فرکانس معین بعنوان ورودی دریافت کرده و یک سیگنال خروجی با فرکانس چندین برابر، تولید کنند. در این حالت، تراشه گرافنی این محققان می‌تواند فرکانس یک سیگنال الکترومغناطیسی را دو برابر کند.

تقویت‌کننده‌های فرکانس به طور گسترده در ارتباطات رادیویی و دیگر کاربردها استفاده می‌شوند. اما سیستم‌های موجود نیازمند چندین جزء هستند. این اجزاء توان زیادی مصرف می‌کنند و سیگنال‌های مزاحمی ایجاد می‌کنند، که باید فیلتر شوند. اما سیستم گرافنی جدید فقط یک ترانزیستور منفرد است و با یک روش بسیار کارآمد یک خروجی تمیز می‌دهدکه هیچ نیازی به فیلترکردن ندارد.

توماس پلاسیس، یکی از این محققان می گوید: درالکترونیک، ما به منظور ساخت مثلاً کامپیوترهای سریع‌تر و تلفن‌های همراهی که داده ها را سریع‌تر بفرستند، همیشه سعی در افزایش فرکانس داریم. اما تولید فرکانس‌های بالاتر از ۴ یا ۵ گیگاهرتز بسیار مشکل است. این فناوری گرافنی جدید می تواند منجر به سیستم‌های عملی درگستره‌ی فرکانسی پانصد تا یک‌هزارگیگاهرتز، شود.

او اضافه می‌کند: با قراردادن چندین تراشه‌ی دو برابرکننده فرکانس به صورت سری درکنار همدیگر امکان رسیدن به فرکانس‌های بسیار بزرگ‌تر از حداکثر فرکانس کنونی فراهم می‌شود.

در حالی که این کار هنوز در مرحله آزمایشگاهی است، به دلیل اینکه این ترانزیستور مبتنی بر فناوری استاندارد ساخت تراشه است؛ این محققان اعتقاد دارندکه توسعه آن می‌تواند منجر به یک محصول تجاری شود.

نتایج این تحقیق درمجله Electron Device Letters منتشرشده است.