| science.compulenta.ru

Возможна ли сверхбыстрая электроника?

Как показывают результаты последнего исследования, проведённого в Университете Гётеборга (Швеция), графен и углеродные нанотрубки способны улучшить современную электронику, используемую при сборке компьютеров и мобильных телефонов.

Об углеродных нанотрубках и графене сегодня знают даже малыши: это чисто углеродные материалы, обладающие уникальными свойствами; если графен суть моноатомный плоский слой, то углеродные нанотрубки могут быть представлены как тот же слой, закатанный в трубочку. По словам учёных, если растянуть лист графена за оба конца, то он начнёт осциллировать с частотой в миллиард колебаний в секунду. Этот же частотный диапазон используется радио, мобильными телефонами и компьютерами. Существует убеждение, что ограниченный размер и вес этих углеродных материалов помогут дальнейшей миниатюризации электронных схем и снижению их энергопотребления.


Углеродная нанотрубка на листах графена.

Их структурное подобие более чем очевидно (иллюстрация NanoSource).

Но вернёмся к осциллированию. Высокая частота механических резонансных колебаний означает, что углеродные нанотрубки и графен способны принимать радиосигналы. Вопрос, однако, в том, могут ли эти материалы быть использованы для производства данного типа сигналов контролируемым и эффективным образом.

В своём исследовании учёные из Гётеборга провели математический анализ, показавший, что нанопровод может быть относительно просто подключён к электронной схеме и приведён в состояние механической самоосцилляции путём приложения внешнего магнитного поля. При этом происходит одновременная конвертация прямого тока в переменный с частотой, равной частоте механических колебаний.

Попутно вспомним, что все механические струны обладают гармониками (которые придают различным музыкальным инструментам их особый звук). Так вот, одним из результатов этого исследования стало то, что нанопровода способны самоосциллировать в одной из этих гармоник, причём изменение гармоники достигается изменением размера одного или нескольких электронных компонентов схемы. Ну а отсюда, теоретически, вытекает достижимость бесконечного числа гармоник с неограниченно высокими частотами... Что, конечно же, не так. Подавать сигналы в терагерцевом диапазоне с триллионом осцилляций в секунду (на границе между микроволнами и ИК-излучением) с использованием описанного метода не представляется возможным. Но учёные всё-таки надеются достичь этого в ближайшем будущем, а это будет означать создание сверхбыстрой электроники, существование которой с позиций сегодняшнего дня выглядит сущей научной фантастикой...

Подготовлено по материалам Университета Гётеборга.

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль