Графеновые транзисторы радикально новой структуры способны работать на терагерцовых скоростях

Новый графеновый транзистор


Новый транзистор на основе графена, разработанный исследователями из университетов Манчестера и Ноттингема, за счет своей радикально новой инновационной структуре, может работать на частотах в терагерцовом диапазоне. Такие возможности графенового транзистора могут стать основой новых медицинских систем, в том числе и систем рентгенографии, а также систем контроля и обеспечения безопасности, устанавливаемых в различных общественных местах.

Разработанный исследователями графеновый транзистор является первой в своем роде системой с бистабильными характеристиками, что означает, что устройство может спонтанно или вследствие внешнего воздействия переключаться между двумя электронными состояниями. Такие устройства часто используются в качестве генераторов электромагнитных волн терагерцового диапазона, высокочастотного диапазона, лежащего в промежутке между высокочастотным радиоизлучением и инфракрасным светом.

Бистабильность - это достаточно распространенное физическое явление, когда колебательная система, подобная маятнику, может находиться в одном из двух стабильных состояний. Совсем небольшие внешние воздействия могут вызвать переключение системы из одного состояния в другое. В новых графеновых транзисторах этими состояниями являются пути, по которым движутся электроны, несущие электрический заряд, при этом, переключение между двумя состояниями транзистора может происходить весьма и весьма быстро, триллионы раз в секунду.

Структура графенового транзистора


Структура нового транзистора состоит из двух слоев графена, разделенных изолирующим слоем из нитрида бора, толщиной всего в несколько атомов. Электронные облака каждого графенового слоя могут быть изменены с помощью приложенного к электродам маленького электрического потенциала. Определенная конфигурация приложенных электрических полей может поместить электроны в состояние, в котором они могут перемещаться между слоями на чрезвычайно высокой скорости.

Поскольку толщина изолирующего слоя между двумя слоями графена крайне мала, электроны могут перейти с одного графенового слоя на другой с помощью эффекта, называемого квантовым туннелированием. Этот процесс приводит к быстрому переносу электрического заряда, котороый можно инициировать и прервать также с большой скоростью. Такие свойства структуры транзистора могут служить для эффективной генерации высокочастотных электромагнитных волн.

В настоящее время исследователи занимаются более подробным изучением электрических характеристик созданного ими графенового транзистора, который в отличие от обычных транзисторов может проводить электрический ток в одном из двух направлений. Разрабатываемые исследователями высокочастотные электронные схемы позволят вскоре использовать данные транзисторы в качестве как традиционных усилителей электрических сигналов, так и в качестве генераторов частоты терагерцового диапазона, что обещает новому транзистору большое будущее.




Ключевые слова:
Графен, Транзистор, Изолятор, Туннельный, Квантовый, Эффект, Электрон, Заряд, Ток, Частота, Скорость

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданные первые в своем роде транзисторы, полностью состоящие из углерода
  • Двухслойный графен - основа высокоскоростных туннельных транзисторов нового ...
  • Новый тип графенового транзистора можно рассматривать в качестве кандидата ...
  • Многослойный трехмерные графеновые транзисторы смогут стать заменой кремние ...
  • Графеновые нанотранзисторы - путь к реализации самоохлаждающейся, энергосбе ...




  • 9 мая 2013 12:55
    #1 Написал: starperrulitx

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Хай! Хитро щурюсь, сопоставляя факты…*
        
    9 мая 2013 17:35
    #2 Написал: Молочный

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    вообще-то еще лет 10 назад в лаборатории IBM тестировали опытные образцы транзисторов, причем обычных кремневых правда на напряженном кремнии, работающих на частоте 100 Гигагерц, но как оказалось чипы на таких скоростях сделать не получится, слишком велики размеры процессоров и много дефектов на решетке laughing
    так что свежо предание, а верится с трудом wink
    ребята из манчестера могли бы, перед тем как ляса точить, обратится за консультациями к своим более опытным в этом деле заокеанским коллегам wink
        
    10 мая 2013 20:21
    #3 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 620
    Молочный, 10 лет назад у них графена не было и делали скорее всего иначе
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.