211service.com
Grafēna antenas iespējo terabitu bezvadu lejupielādi
Vai vēlaties bez vadiem dažu sekunžu laikā augšupielādēt simtiem filmu mobilajā ierīcē? Georgia Tech pētnieki ir izstrādājuši bezvadu antenas projektus, kas izgatavoti no atomu plānām oglekļa vai grafēna loksnēm, kas varētu nodrošināt terabita sekundē pārraides ātrumu nelielos diapazonos.
Tas ir milzīgs joslas platuma apjoms. Mūsdienās, ja mēģināt visu kopēt no viena datora uz otru, izmantojot bezvadu savienojumu, tas aizņem stundas. Ja jums tas ir, jūs varat paveikt visu vienā sekundē — bums, saka Ians Akiildizs , Georgia Tech platjoslas bezvadu tīklu laboratorijas direktors.
Terabitu sekundē varētu veikt aptuveni viena metra diapazonā, izmantojot grafēna antenu, kas ļautu iegūt 10 augstas izšķirtspējas filmas, vienu sekundi pavicinot tālruni garām citai ierīcei. Akyildiz un kolēģi ir arī aprēķinājuši, ka pat mazākos diapazonos, piemēram, dažos centimetros, teorētiski ir iespējams datu pārraides ātrums līdz 100 terabitiem sekundē.
Grafēns ir tikai viena atoma bieza oglekļa loksne šūnveida struktūrā, un tai ir daudzas vēlamas elektroniskas īpašības. Elektroni pārvietojas pa grafēnu praktiski bez pretestības — 50 līdz 500 reižu ātrāk nekā silīcijā.
Lai izveidotu antenu, grupa saka, ka grafēnu var veidot šaurās sloksnēs, kuru platums ir no 10 līdz 100 nanometriem un viena mikrometra garums, ļaujot tai pārraidīt un uztvert terahercu frekvencē, kas aptuveni atbilst šīm izmēra skalām. Elektromagnētiskie viļņi terahercu frekvencē mijiedarbotos ar plazmoniskajiem viļņiem — elektronu svārstībām grafēna sloksnes virsmā —, lai nosūtītu un saņemtu informāciju.
IEEE parādīsies papīrs, kurā aprakstīts dizains un saistītie aprēķini Žurnāls par izvēlētajām komunikācijas jomām vēlāk šogad. Šis raksts balstās uz citiem pētījumiem par grafēna elektroniskajām īpašībām, taču tas ir pirmais, kas aprēķina optimālās antenu konfigurācijas.
Tas norāda un sniedz klasisku aprēķinu kopumu par izmēru un veiktspējas aprēķiniem: tas norāda, ka šeit ir kaut kas vērtīgs, saka Phaedon Avouris, IBM līdzstrādnieks, kurš vada grafēna un citu nanometru mēroga tehnoloģiju IBM Research Yorktown Heights. Ņujorka. Tas neatrisina visu problēmu, bet norāda uz iespēju.
Grafēna antenas var ne tikai atvieglot ātrgaitas saziņu starp ierīcēm, bet arī nodrošināt ātrākus bezvadu savienojumus starp mikroshēmu nanomēroga komponentiem. Antenas, kas izgatavotas no grafēna, visos izmēros var izgatavot daudz mazākas nekā metāla stiepļu antena. To var izgatavot mikrometra vai dažu nanometru lielumā, saka Avouris. Nozīme ir tāda, ka antenu var iestrādāt ļoti mazā objektā.
Protams, priekšā ir neskaitāmi izaicinājumi. Antenas nedarbojas atsevišķi; tie balstās uz daudziem citiem komponentiem, piemēram, signālu ģeneratoriem un detektoriem, pastiprinātājiem un filtriem, kas visi būtu jāizgatavo līdzīgos mērogos un ar līdzīgu ātrumu, lai izveidotu pilnīgu ierīci.
Pētniekiem arī jāizstrādā, kā veikt ražošanu. Darbs ar materiālu ir ārkārtīgi grūts, jo tā īpašības mainās, saskaroties ar citiem materiāliem.
Tomēr Georgia Tech grupa cer gada laikā izgatavot antenas prototipu, piebilda Akyildiz, un pēc tam arī citus komponentus.
Aprēķini ir jaunākais apliecinājums pārsteidzošajām iespējām, ko sniedz grafēns, kas tiek uzskatīts par augstas veiktspējas tranzistoriem, fotoelementiem un citām elektroniskām ierīcēm (skatiet sadaļu Grafēna fotoelementu potenciāla un grafēna tranzistoru izpētes padomi).