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IBM Pioneers Graphene-basierte integrierte Schaltungen

IBM hat gemacht, was es behauptet, ist die erste Graphen-basierte integrierte Schaltung, viele der gleichen Techniken verwendend, die jetzt verwendet werden, um Silikon-Stromkreise herzustellen. Die Technik könnte eines Tages dazu verwendet werden, überlegene drahtlose Kommunikationsgeräte und weniger teure Displays herzustellen.

"Wir arbeiten seit einiger Zeit an Graphen-Hochfrequenztransistoren, und so haben wir den natürlichen nächsten Schritt unternommen, um Integriert zu machen Schaltungen ", sagte Phaedon Avouris, ein IBM-Mitarbeiter, der das Projekt leitete. "Die Herausforderung bestand darin, integrierte Schaltkreise auf Graphen zu propagieren, das andere Eigenschaften als Halbleiter wie Silizium hat."

Die Forscher veröffentlichten ihre Technik in dieser Ausgabe von Science.

Die von IBM gebaute Schaltung, ein Breitband Frequenzmixer, kann mit Frequenzen von bis zu 10 GHz oder 10 Milliarden Zyklen pro Sekunde arbeiten. Der Mischer kann eine Wellenlänge einer höheren Frequenz in eine niedrigere umwandeln. Die Schaltung besteht aus einem Graphen-Transistor und einem Paar Induktoren, die auf einem Siliziumcarbid (SiC) -Wafer integriert sind.

Graphen ist ein ultradünnes Material, das aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind. Das Material hat ausgezeichnete elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften. Bisher war es jedoch schwierig, Graphen-Transistoren mit anderen Materialien wie Silizium zu verschmelzen. Die Herstellungstechniken sind immer noch ziemlich primitiv.

Die heutigen siliziumbasierten Schaltkreise können laut Avouris nur auf etwa 40 GHz skalieren. So können Schaltkreise, die mit Wellenlängen von 10 GHz umgehen können, eine Vielzahl elektronischer Geräte verbessern. Sie könnten in militärischen drahtlosen Kommunikationsgeräten verwendet werden und eine Basis für ultraschnelle Kurzstreckenkommunikation bieten, die viel schwieriger zu entschlüsseln wäre. Im Radar könnten die höheren Frequenzen, die Graphen bietet, dazu verwendet werden, die Auflösung von verfolgten Objekten zu verbessern.

Aufgrund seiner ultradünnen Beschaffenheit könnte Graphen in Glasplatten eingebettet werden, was die Grundlage für niedrige Kosten und hohe Werte darstellt -Resolution Fernsehen oder Telefon-Bildschirme.

Die US-Defense Advanced Research Projects Agency, bekannt als DARPA, half bei der Finanzierung der Arbeit.

Joab Jackson deckt Unternehmenssoftware und allgemeine Technologie aktuelle Nachrichten für IDG News Service . Folge Joab auf Twitter unter @Joab_Jackson. Joabs E-Mail-Adresse ist [email protected]