سایت NBIC:گروهی از محققان علت رسانایی الکتریکی بسیار بالای گرافن را کشف کردند و از این ویژگی برای بهبود عملکرد و سرعت دستگاه‌های نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن بهره بردند.
ابزار نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن، با سرعت عملی در مقیاس تراهرتز
به گزارش سایت فناوری های همگرا (NBIC)، یک گروه از دانشمندان مؤسسه ماکس پلانک (Max Planck)، طی تحقیقات پلیمری، کشف کردند که هدایت الکتریکی در گرافن ،یک ورق از اتم‌های کربن به ضخامت یک اتم، در مقیاس زمانی پیکوثانیه (یک پیکو ثانیه یعنی یک‌هزارم یک میلیاردم یک ثانیه) از همان قوانین اساسی پیروی می‌کند که خواص حرارتی گازها را توصیف می‌کنند.
این رویکرد ترمودینامیکی بسیار ساده برای هدایت الکتریکی گرافن، نه‌تنها درک جامع‌تری به دانشمندان و مهندسان می‌دهد بلکه باعث بهبود عملکرد دستگاه‌های نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن می‌شود.
محققان دریافتند که انرژی حاصل از عبور جریان‌های الکتریکی فوق‌سریع از گرافن، به‌طور بسیار بهینه‌ای، تبدیل به گرمای الکترونی شده و باعث می‌شود الکترون‌های گرافن درست مثل یک گاز داغ رفتار کنند.
پروفسور میشا بون ، مدیر بخش تحقیقات پلیمری مؤسسه ماکس پلانک، می‌گوید: «گرما به‌طور مساوی بین همه الکترون‌ها توزیع می‌شود و افزایش دمای الکترونیکی ناشی از جریان عبوری، به‌نوبه خود یک اثر قوی بر روی هدایت الکتریکی گرافن می‌گذارد.»
این مطالعه تحت عنوان «تصویر ترمودینامیکی انتقال فوق‌سریع بار در گرافن» اخیراً در مجله Nature Communications منتشر شده است.
گرافن به‌عنوان یک هادی الکتریکی بسیار خوب شناخته شده است. درنتیجه کاربردهای بسیاری در زمینه نانوالکترونیک مدرن دارد.
کاربردهای گرافن طیف گسترده‌ای را از آشکارسازهای بسیار کارآمد برای ارتباطات نوری و بی‌سیم تا ترانزیستورهایی با سرعت عمل بسیار بالا در برمی‌گیرد. تقاضا برای پهنای باند ارتباط از راه، به‌طور مداوم در حال افزایش است که تحقق این امر نیازمند عملکرد هر چه سریع‌تر ابزار الکترونیکی و کوتاه کردن زمان واکنش آن‌ها تا حد یک پیکوثانیه است.
پروفسور دیمیتری تورچینویچ ، مدیر این پژوهش در ماکس پلانک، می‌گوید: «نتایج این مطالعه، به بهبود عملکرد دستگاه‌های نانوالکترونیک مبتنی بر گرافن، مانند ترانزیستورهای با سرعت فوق‌العاده بالا و آشکارسازهای نوری کمک خواهد کرد. به‌طور خاص، این خاصیت گرافن موانع رسیدن سرعت عمل ترانزیستورهای مبتنی بر گرافن، به مقیاس تراهرتز را از میان برمی‌دارد. سرعت عمل تراهرتز، به معنای یک هزار میلیارد نوسان در هر ثانیه است.»
