• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Grafeentransistorid nanoseadmetes

11.05.2010 by Stiina Kristal Leave a Comment

Juba aastaid on teadlased uurinud süsinik-nanotorude ning grafeeni omadusi eesmärgiga kasutada neid nanoeletroonilistes seadmetes. ,,Grafeenil ning nanotorudel põhinevatel seadmetel ei ole praegu mingit masstoodangu rakendust,” sõnas Zhenxing Wang. ,,Nüüd on neil võimalus näidata, milleks nad suutelised on.”

Grafeentransistor. Pilt: Pekingi Ülikool

Wang on üks Pekingi Ülikooli Nanoseadmete Füüsika- ja Keemialaboratooriumi teadlasi. Koos Zhiyong Zhangi, Huilong Xu, Li Dingi, Sheng Wangi ning Lian-Mao Pengiga katsetas Wang grafeentransistori tööomaduste hindamiseks ülemise paisuga grafeen-väljatransistoril põhinevat sageduskordistit. Tööst selgus, et grafeenil põhinev sageduskordisti annab muundamisel rohkem kui 90-protsendilist efektiivsust, vastav näitaja tavaliste sageduskordistite puhul jääb alla 30 %. Uurimustöö avaldati teadusajakirjas Applied Physics Letters pealkirjaga “A high-performance top-gate graphene field-effect transistor based frequency doubler.”

,,Rakendades seadmele ülemise paisu geomeetriat keskendusime sageduskordisti võimendusteguri ning sageduskarakteristikute parandamisele,” selgitas Wang. ,,Integreeritud vooluringe ning kõrgtehnoloogilisi seadmeid on võimalik  toota vaid tänu ülemise paisu kasutamisele. Antud uurimustöö sillutab teed grafeentransistorite massrakendustele lähitulevikus.”

Grafeen on transistormaterjalina väga ihaldusväärne just tänu selle suurepärastele tööomadustele. Hiljuti näitas IBM, et grafeentransistori töösagedus võib ulatuda kuni 100 GHz-ni, Pekingi Ülikooli teadlaste arvates töötab materjal hästi ka terahertsiste sageduste juures. ,,See töö on väga huvitav, sest sageduskordistid, mis töötavad suurtel sagedustel suure efektiivsusega võivad osutuda vägagi kalliks. Meie seade on odavam, see koosneb ainult ühest transistorist ning omab palju kõrgemat efektiivsust,” lausus Wang.

Pekingi Ülikooli töörühm valmistas seadme tavalise litograafia abil, sadestades grafeeni ränialusele, mille pindala ei ületanud ühte ruutmillimeetritki. Seadme tööomaduste uurimiseks kasutasid teadlased digitaalset ostsilloskoopi. Samuti kasutati uut Pekingi Ülikoolis väljatöötatud testmeetodit, mille abil mõõdeti sageduskordisti sooritust. ,,Uue testmeetodi töötasime välja spektrianalüsaatori abil, mis saab sageduse kohta täpse informatsiooni ning mis on piisavalt tundlik avastamaks veel madalamaid sagedusi kui ostsilloskoop.”

Antud uurimustöö võib viia grafeentransistorite väljatöötamiseni nanoelektroonika jaoks. ,,Põhimõtteliselt võiks selline seade olla paigutatud räniplaadile, seda saab teha praeguste litograafia ning grafeensadestamistehnoloogiate abil. Masstootmiseni jõuab asi alles pärast grafeeni valmistamise meetodite täielikku väljaarendust. Ootame pikisilmi grafeenil põhinevate sageduskordistite masstootmist, kus seadme töösageduseks oleks 100 GHz, võimendusteguriks 1/10, hind poleks kallis ning energiatarbivus väike,” lisas Wang.

See lootus võib aga täituda alles viie kuni kümne aasta pärast ning Wang ei muretse veel massproduktsiooniga seotud küsimuste pärast. ,,Hetkel keskendume seadme tööomaduste parandamisele, et seeläbi selle potentsiaali rõhutada. Seadet saab parandada asendades substraadi insuleeriva materjaliga, misläbi väheneks parasiitmahtuvus.”  Siiski oleks grafeentransistorite abil võimalik tulevikus edasi arendada nanoelektroonikaseadmed. Pekingi Ülikooli teadlased just selle eesmärgi nimel töötavadki.

Allikas

Teadusartikkel “A high-performance top-gate graphene field-effect transistor based frequency doubler,”

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Kahksikkiht grafeentransistoril parem vooluvõimendustegur
  2. Veelgi huvitavam grafeen
  3. Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta
  4. Grafeeni valmistamine madalal temperatuuril
  5. Grafeenmullikestest läätsed
  6. Terahertsise sagedusega leviva kiirguse ohjamine grafeeni abil
  7. Grafeeni abil saab vedelikest arseeni eraldada
  8. Mitmekihiline grafeen püsib jahedana
  9. Uued teadmised grafeeni-metalli vastastikmõjudest
  10. Edusammud grafeeni masstootmise suunas

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in