Новые эксперименты показывают, что единственный слой атомов 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 это делать. Такая будущая электроника будет работать намного быстрее, чем сегодняшние устройства, сообщают исследователи в издании Nature.
Физик Дмитрий Турчинович из Университета Дуйсбург-Эссен в Германии и его коллеги протестировали терагерцовое свойство графена, путем взаимодействия материала толщиной в один атом с 300-гигагерцовым излучением. Когда электромагнитные волны попали в графен, электроны в материале быстро нагревались и охлаждались, высвобождая электромагнитные волны с частотой до семи раз выше, чем входящее излучение.
Ученые использовали электромагнитные импульсы от установки TELBE с частотами от 300 до 680 гигагерц и превращали их в электромагнитные импульсы в три, пять и семь раз превышающими начальную частоту, т. е. преобразовали их в терагерцовый частотный диапазон.
«Нелинейные коэффициенты, описывающие эффективность генерации этой третьей, пятой и седьмой гармонических частот, были исключительно высокими», — объясняет эксперимент Дмитрий Турчинович. «Графен, таким образом, является, возможно, электронным материалом с самой сильной нелинейностью, известной на сегодняшний день. Хорошее согласие измеренных значений с нашей термодинамической моделью предполагает, что мы также сможем использовать его для прогнозирования свойств сверхвысокоскоростных наноэлектронных устройств, изготовленных из графена»
Обнаружена ранее неизвестная роль источника магнитных полей
«Компоненты на основе графена, которые могут работать в терагерце, могут использоваться не на обычном ПК, а, возможно, на очень продвинутых компьютерах с высокой скоростью обработки», — говорят ученые. Они добавляют, что этот двухмерный материал можно использовать для создания высокоскоростных наноустройств.
Источник: