پژوهشگران ایتالیایی و آمریکایی اولین درگاه منطقی گرافنی مجتمع را که در هوای معمولی و دمای اتاق کار میکند، خلق کرده‌اند. آنها می‌گویند که این کار پیشرفت بزرگی در توسعه منطق گرافنی است.
منطق گرافنی در دنیای واقعی
|
پژوهشگران ایتالیایی و آمریکایی اولین درگاه منطقی گرافنی مجتمع را که در هوای معمولی و دمای اتاق کار میکند، خلق کرده‌اند. آنها می‌گویند که این کار پیشرفت بزرگی در توسعه منطق گرافنی است.
رومان سوردان از دانشگاه پلی‌تکنیک میلان که رهبر این گروه است، می‌گوید که این درگاه منطقی گرافنی اولین درگاهی هستند که قرار است با سیگنال‌های دیجیتالی ورودی و خروجی تنظیم‌شده ولتاژی کار کنند. چنین عملی پیشنیاز اصلی این نوع درگاه است. او گفت: «علاوه براین، درگاه مذکور بر روی نوعی از گرافن مجتمع شده است که می‌تواند بسادگی در ابعاد بزرگ رشد یابد و راه را برای تولید انبوه چنین افزاره‌های الکترونیکی کربنی هموار کند.»
طرح شماتیکی از یک آرایه بزرگ از متناوبسازهای ساخته شده روی یک گرافن ویفری (بالا چپ)، یک دیاگرام مداری از دو متناوب‌ساز آبشاری (بالا راست)، و سیگنال‌های اندازه‌گیری شده از تماس آبشاری دو متناوب‌ساز گرافنی در شرایط محیطی (پایین) است.
سوردان و همکارانش اولین مدار منطقی گرافنی تا سال ۲۰۰۹ را با طراحی یک متناوب‌ساز تکمیلی – آجربنای اصلی الکترونیک دیجیتالی نوین – ساختند. با اینحال، اگرچه این افزاره بخوبی کار می‌کرد ولی برای کاربردهای دنیای واقعی مناسب نبود زیرا روی گرافن ورقه‌ورقه مجتمع شده بود و قابلیت افزایش مقایس تا سطح صنعتی را نداشت. بعلاوه، این افزاره با سیگنال‌های ورودی و خروجی تنظیم شده ولتاژی کار نمی‌کرد.
از زمان انجام این کار، سایر گروه‌های پژوهشی روی تنظیم سیگنال در متناوبسازهای گرافنی مشغول بکار شدند. با اینحال، حتی بهترین افزاره‌ها در دماهای بسیار پایین کار می‌کردند و بر اساس نمونه‌های ورقه‌ورقه گرافنی استوار بودند.
سوردان و همکارانش بالاخره موفق شدند که تنظیم سیگنال دیجیتالی در متناوبسازهای ساخته شده از گرافن ویفری (که با رسوب بخار شیمیایی رشد یافته است) را بنمایش بگذارند- که در دمای اتاق و هوای معمولی قابل راه‌اندازی است. با اینحال، این همه ماجرا نیست. سوردان گفت: «ما به بهره ولتاژ پنج و سه دهم که بیشترین مقدار گزارش شده تا امروز است، تحت شرایط محیطی رسیدیم. در سال ۲۰۰۹ ما فقط بهره چهار صدم داشتیم – و این هم در افزاره‌های گرافنی ورقه‌ورقه بود.»
این پژوهشگران با طرح افزاره خود- ردیفی، که مشابه تقویت‌کننده گرافنی است که خودشان قبلا آن را ساخته‌اند، به این پیروزی دست یافتند. سوردان افزود: «ما نه تنها تنظیم سیگنالی را در آزمایش‌های جدید خود بنمایش گذاشتیم بلکه درگاه‌های منطقی گرافنی را در مدارهای پیچیده‌تر بصورت آبشاری قرار دادیم. چنین نتایجی تاکنون در هیچ دمایی مشاهده نشده است.» این گروه حتی موفق به شناسایی پارامترهای مورد نیاز چینش آبشاری نیز شده است.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند. |
