Dette skråstilte, elektronmikrop-bildet viser hovedkomponentene i IBMs nye radiomottaker, inkludert den avanserte portstrukturen til én av de grafénbaserte felteffekttransistorene (GFET). (Bilde: IBM Research)

Laget radiomottaker med grafén

Lover godt for morgendagens, trådløse kommunikasjon.

Karbonmaterialet grafén har mange svært gode egenskaper, noe som gjør det interessant på en rekke områder. Materialet har likevel gitt forskerne nok av utfordringer å stri med. Ikke minst gjelder det innen elektronikk. Men det gjøres stadig framskritt, slik IBM kunngjorde denne uken.

Ifølge forskeren Shu-Jen Han ved IBM Research er grafénets elektriske, optiske, mekaniske og termiske egenskaper velegnet for trådløs kommunikasjon.

– Kretser bygget av grafén kan åpne for mobile enheter – fra nettbrett til kroppsbårne – å overføre data mye raskere, på en mer kostnadseffektiv måte, enn dagens silisiumbaserte brikker. For eksempel forbruker den kretser vi har bygger for trådløse mottakere, mindre enn 20 milliwatt for å fungere. Samtidig demonstrerer den en høyere konversjonsforsterkning enn noen annen grafénbaserte RF-krets ved frekvensområder på flere gigahertz, skriver Han i et blogginnlegg.

Den ferdigprosesserte brikken.
Den ferdigprosesserte brikken. Bilde: IBM Research

Med kretsen har man lykkes med å motta og gjenskape en digital tekstmelding, «01001001», «01000010» og «01001101», som er selvfølgelig er en binærkode for «I B M», sendt over en 4,3 GHz-signal uten noen fordreining.

Allerede i 2011 demonstrerte IBM at det er mulig å lage en analog, grafénbasert integrert krets med en bredbånds frekvensmikser. Men man støtte på store vanskeligheten med å lage den integrerte kretsen uten å skade grafénflakene. Resultatet ble at graféntransistorens ytelse ble kraftig redusert.

Den grafénbaserte, integrerte kretsen under testing.
Den grafénbaserte, integrerte kretsen under testing. Bilde: IBM Research

Nå har man løst dette problemet. Ifølge Han ble det gjort ved å snu helt opp ned på flyten i konvensjonell produksjon av silisiumbaserte, integrerte kretser, slik at grafén første ble lagt til i det siste trinnet av prosessen.

– Dette resulterte i bevaring av grafénenhetens ytelse, og at grafénenheter og -kretser for første gang kan utføre moderne, trådløse kommunikasjonsfunksjoner som er sammenlignbare med silisiumteknologi, skriver Han.

Den integrerte kretsen er en flertrinns RF-mottaker som består av tre graféntransistorer, to kondensatorer, fire induksjonsspoler og to motstander. Kretsen dekker et areal på 0,6 mm og er laget i en 200 mm silisium-produksjonslinje.

    Les også:

Til toppen