Более 60 молодых исследователей со всего мира узнают больше об этой и других темах, когда они соберутся за пределами Гетеборга, Швеция, чтобы принять участие в летней школе Graphene Study на этой неделе, организованной Graphene Flagship.Это крупнейшая исследовательская инициатива ЕС, Graphene Flagship, которую координирует Чалмерс, которая организует школу на этой неделе, 25-30 июня 2017 года. В этом году она проводится в Швеции с акцентом на электронное применение двумерного материала с исключительные электрические, оптические, механические и термические свойства, которые делают его более эффективным выбором, чем кремний в электронных приложениях. Андрей Воробьев — научный сотрудник отдела микротехнологий и нанонаук в Chalmers, а также один из многих ведущих экспертов, читающих лекции в Graphene Study, и объясняет, почему графен подходит для разработки устройств, работающих в ТГц диапазоне:«Одной из особенностей графена является то, что электроны движутся намного быстрее, чем в большинстве полупроводников, используемых сегодня.
Благодаря этому мы можем получить доступ к высоким частотам (в 100-1000 раз выше, чем гигагерцы), составляющим терагерцовый диапазон. может стать в десять раз быстрее и передавать гораздо большие объемы данных, чем это возможно в настоящее время », — говорит Андрей Воробьев, старший научный сотрудник Технологического университета Чалмерса.Исследователи из Chalmers первыми показали, что транзисторные устройства на основе графена могут принимать и преобразовывать терагерцовые волны, длину волны, расположенную между микроволнами и инфракрасным светом, и результаты были опубликованы в журнале IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. Одним из примеров этих устройств является резистивный смеситель на субгармоническом диапазоне 200 ГГц на основе графенового транзистора CVD, интегрированного в кремний, который может использоваться в высокоскоростных линиях беспроводной связи.
Другой пример, использующий уникальное сочетание гибкости графена и высокой скорости носителей, — детектор мощности на основе графенового транзистора, встроенного в гибкие полимерные подложки. Интересные применения такого детектора мощности включают носимые терагерцовые датчики для здравоохранения и гибкие массивы детекторов терагерцового диапазона для получения интерферометрических изображений с высоким разрешением, которые будут использоваться в биомедицинских и безопасных изображениях, удаленном управлении технологическими процессами, проверке материалов, профилировании и проверке упаковки.
«Анализ показывает, что гибкие матрицы детекторов изображений — это область, где применение графена в ТГц диапазоне имеет очень высокий потенциал удара. Одним из примеров того, где это может быть использовано, является сканирование безопасности в аэропортах. Поскольку терагерцовый сканер на основе графена легко сгибается».
Я получу гораздо лучшее разрешение и сможете получить больше информации, чем если бы поверхность сканера была плоской », — говорит Воробьев.Но, несмотря на прогресс, предстоит еще много работы, прежде чем конечные электронные продукты выйдут на рынок.
Андрей Воробьев и его коллеги сейчас работают над заменой кремниевой основы, на которой установлен графен, которая ограничивает характеристики графена, другими двумерными материалами, которые, напротив, могут еще больше усилить эффект. И Воробьев надеется, что ему удастся вдохновить студентов, участвующих в Graphene Study, на новые научные прорывы.«За последние пятьдесят лет вся разработка электроники следовала закону Мура, который гласит, что с каждым годом все больше и больше функций будет применяться на все меньших поверхностях.
Теперь кажется, что мы достигли физического предела того, насколько маленькими могут стать электронные схемы. и нам нужно найти другой принцип развития. Новые материалы могут быть одним из решений, и исследования графена показывают положительные результаты.
Работа с исследованиями, связанными с графеном, — это открытие новых земель, которые сопряжены со многими трудными задачами, но в конечном итоге наша работа может революционизировать будущее общения, и это делает его таким захватывающим », — говорит Андрей Воробьев, старший научный сотрудник Технологического университета Чалмерса.