Один слой атомов углерода может увеличивать сигналы от гигагерца до терагерцовых частот.
Спектральное представление. Новые эксперименты показывают, что графен особенно хорош при переводе входящих сигналов одной частоты (красный) в сигналы с более высокими частотами (желтый, зеленый и синий). ©JUNIKS/HZDR
Графен просто добавил еще один значок на свою сверхмассивную "медальную" ленту.
Новые эксперименты показывают, что этот одноатомный слой углерода может преобразовывать электронные сигналы на гигагерцовых частотах в высокочастотные терагерцовые сигналы, которые могут передавать до 1000 раз больше информации в секунду.
Электромагнитные волны в терагерцовом диапазоне, как правило, трудно создать и обычная электроника на основе кремния не справляется с такими высокочастотными сигналами. Но устройства на основе графена могли бы. Эта будущая электроника будет работать намного быстрее cовременной, сообщают исследователи 10 сентября в Nature.
Физик Дмитрий Турчинович из Университета Дуйсбург-Эссен в Германии и его коллеги протестировали терагерцовое производство графена, введя лист этого материала толщиной в атом в 300-гигагерцовое излучением. Когда эти электромагнитные волны попали в графен, электроны в материале быстро нагревались и охлаждались, высвобождая электромагнитные волны с частотой до семи раз выше, чем входящее излучение. "Это еще один потрясающий результат для графена", - говорит Орад Решеф, физик из Оттавского университета, оторый не участвовал в работе. 2-D материал был воспринят как сверхматерия для его необыкновенных способностей, таких как проводящий электрический ток без сопротивления.
Графен преобразовал больше чем одну тысячную, десятитысячную одну статысячную оригинального сигнала на 300 гигагерцев в волны в 0.9, 1.5 и 2.1 терагерца, соответственно. Этот коэффициент конверсии может показаться небольшим, но он чрезвычайно высок для одинарного слоя атомов, говорит Цунюки Озаки, физик из Национального института научных исследований в Квебеке, который не участвует в работе.
Компоненты на основе графена, которые могут работать с терагерцами, "могут использоваться не на обычном Macintosh или ПК, а, возможно, на очень продвинутых компьютерах с высокой скоростью обработки", - говорит Озаки. Он добавляет, что этот двухмерный материал можно использовать для создания высокоскоростных наноустройств.
Графен принимает входящие гигагерцовые волны (черные) и преобразует их в волны в терагерцовом диапазоне, которые имеют в три, пять и семь раз больше первоначальной частоты (красный, зеленый и синий соответственно). ©H.A. HAFEZ ET AL/NATURE 2018
