Investigadores de la Facultad de Ingeniería de UC Riverside Bourns han construido y probado con éxito un amplificador hecho de grafeno que podría conducir a circuitos más eficientes en chips electrónicos. como los que se utilizan en los auriculares Bluetooth y los dispositivos de cobro de peajes en los automóviles.

Grafeno un cristal de carbono de un solo átomo de espesor, fue aislado por primera vez en 2004 por Andre Geim y Konstantin Novoselov, que ganó el Premio Nobel de Física este mes por ese trabajo. El grafeno tiene muchas propiedades extraordinarias, incluyendo conductividad eléctrica y térmica superior, Resistencia mecánica y absorción óptica única.

La demostración en la UCR del amplificador de grafeno con funciones de procesamiento de señales es un gran paso adelante en la tecnología del grafeno porque es una transición de dispositivos de grafeno individuales a circuitos y chips de grafeno. dijo Alexander Balandin, un profesor de ingeniería eléctrica, quien realizó el trabajo junto con un estudiante de posgrado e investigadores de la Universidad de Rice.

El amplificador de modo triple basado en grafeno tiene ventajas sobre los amplificadores construidos a partir de semiconductores convencionales, como el silicio, dijo Balandin, quien también es presidente del programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UC Riverside. El amplificador de grafeno revela una mayor funcionalidad y una velocidad más rápida debido a la ambipolaridad eléctrica del grafeno (conducción de corriente por cargas negativas y positivas).

Se puede cambiar entre diferentes modos de funcionamiento mediante un simple cambio de voltaje aplicado. Se espera que estas características den como resultado chips más simples y más pequeños, una respuesta del sistema más rápida y menos consumo de energía.

La demostración experimental de la funcionalidad del amplificador de grafeno se informó la semana pasada en la revista. ACS Nano .

La fabricación y las pruebas experimentales se realizaron en el laboratorio de nanodispositivos de Balandin. Los coautores del artículo son Guanxiong Liu, uno de los estudiantes graduados de Balandin, Kartik Mohanram, un profesor asistente en la Universidad de Rice, y Xuebei Yan, uno de los estudiantes de posgrado de Mohanram.

Los investigadores de la Universidad de Rice diseñaron el amplificador y el protocolo de prueba. Liu construyó el dispositivo en la sala limpia de la UCR. Luego, Liu y Yan probaron el amplificador en el laboratorio de Balandin.

El amplificador de modo triple se puede cargar en cualquier momento durante el funcionamiento en los tres modos:positivo, negativo o ambos. Combinando estos tres modos, los investigadores demostraron que el amplificador puede lograr la modulación necesaria para la modulación por desplazamiento de fase y la modulación por desplazamiento de frecuencia, que se utilizan ampliamente en aplicaciones inalámbricas y de audio.

Estas aplicaciones incluyen:auriculares Bluetooth para teléfonos móviles; identificación por radiofrecuencia (RFID), que se utiliza en productos inalámbricos, incluidos los dispositivos de cobro de peajes en los automóviles, tarjetas utilizadas para pagar el transporte público y las etiquetas de identificación de los animales; y ZigBee, un protocolo de comunicación utilizado en dispositivos como interruptores de luz inalámbricos con lámparas y medidores eléctricos con pantalla en el hogar.