{"id":35740,"date":"2013-12-10T12:45:33","date_gmt":"2013-12-10T09:45:33","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=35740"},"modified":"2013-12-10T20:42:39","modified_gmt":"2013-12-10T17:42:39","slug":"maailma-vaikseim-fm-raadiosaatja","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=35740","title":{"rendered":"Maailma v\u00e4ikseim FM raadiosaatja"},"content":{"rendered":"

Ameerika SEAS \u00fclikooli professorite juhitud t\u00f6\u00f6r\u00fchm valmistas grafeenist nanomehaanilise ostsillaatori, mis v\u00f5ib edastada sagedusmoduleeritud raadiosignaale \u2013 teisis\u00f5nu leiutati maailma v\u00e4ikseim FM raadiosaatja. T\u00f6\u00f6d kajastav artikkel avaldati teadusajakirja Nature Nanotechnology<\/em> 17. novembri veebiv\u00e4ljaandes.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

On 13. mai, 1897. Briti postiameti ametnikud kontrollivad Flat Holmi saarel Guglielmo Marconi raadiojaama. Pildil on morsemasin, s\u00e4delahendusega raadiosaatja ning vastuv\u00f5tja. Tol p\u00e4eval sooritati inimajaloo esimene \u00fclemere raadioside Flat Holmi ning Lavernock Pointi vahel. Side distantsiks loeti 4,83 km. Raadiojaama patendi sai Marconi aasta varem. Enam kui sada aastat hiljem mahub raadiosaatja inimesele k\u00fc\u00fcne alla. Allikas: Wikipedia.<\/p><\/div>\n

\u201eNii v\u00e4ikest raadiosaatjat saab praegu valmistada vaid grafeenist,\u201c \u00fctles James Hone, \u00fcks artikli autoreist. \u201eSee on esimene oluline samm juhtmevaba andmet\u00f6\u00f6tluse ning \u00fcli\u00f5hukeste mobiiltelefonide poole, sest v\u00e4ikese raadiosaatja saab koos \u00fclej\u00e4\u00e4nud infot\u00f6\u00f6tlusl\u00fclitustega samasse kiipi ehitada.\u201c<\/p>\n

Grafeen on \u00fche aatomkihi paksune kristalse s\u00fcsiniku allotroop, mille vahest \u00e4ratuntavaim kuvand on heksagonaalse korrastatusega aatomv\u00f5re. Materjaliteadlastele pakuvad grafeeni v\u00e4limusest enam huvi materjali f\u00fc\u00fcsikalised omadused ning nende sihtotstarbeline kasutamine. Grafeen on tugevamaid teadaolevaid materjale. Selle Youngi moodul (iseloomustab materjali molekulide ja\u00a0 aatomite vaheliste sidemete j\u00f5udu[1]<\/sup>) on 1 TPa (1012<\/sup> Pa). N\u00e4iteks terase ja hambaemaili Youngi moodulid on vastavalt 0,2 TPa ning 0,083 TPa. Lisaks on grafeen v\u00e4ga hea soojus- ja elektrijuht. Veelgi enam, pingutamata grafeenlehe v\u00f5ib \u00fches sihis deformatsioonivabalt venitada kuni 20 %. Sestap sobib grafeen h\u00e4sti nanoelektromehaaniliste s\u00fcsteemide (nanoelectromechanical systems, NEMS<\/em>) valmistamiseks.<\/p>\n

Mikro- ja nanoelektromehaanika on valdkond, mis tegeleb, nagu nimigi \u00fctleb, h\u00e4sti v\u00e4ikeste elektromehaaniliste masinate valmistamisega. Neid kasutatakse n\u00e4iteks mobiiltelefonide vibratsiooni- ja kiirendusandurites, millega tuvastatakse telefoni kaldenurk.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Pingutatud grafeenlehe asetamine ostsillaatori tagasisideahelasse p\u00f5hjustab spontaanse omasagedusliku ostsillatsiooni. Sagedust saab lehe pingutamisega muuta, sestap ka soovitud signaali sagedusmoduleerida.<\/p><\/div>\n

SEAS t\u00f6\u00f6r\u00fchma valmistatud nanoelektromehaanilise raadiosaatja p\u00f5hiosis on vastavalt soovitud sagedusele pingutatud paar mikromeetrit pikk grafeeni riba. Kile pingutatakse selle alla asetatud elektroodiga, millele on rakendatud elektripinge. Mida suurem pinge, seda tugevam elektriv\u00e4li, seda suurem riba elektroodi poole t\u00f5mbav j\u00f5ud ning seda l\u00fchem v\u00f5nkumise periood. \u00dcldiselt nimetatakse sellist masinat pingega reguleeritud ostsillaatoriks.<\/p>\n

Katsetes, muuhulgas edastati raadioeetrisse nutitelefonilt muusikat, kasutati edastussagedust 100 MHz (106<\/sup> Hz), mis on \u00fcle maailma raadiosaadetele m\u00e4\u00e4ratud sagedusvahemiku, 87,7 \u2013 108 MHz, keskosas. Palad moduleeriti madalsageduslike signaalidega. Vastuv\u00f5tjana kasutati tavalist raadiot.<\/p>\n

\u201eNii v\u00e4iksest masinast pole veel FM raadiolaineid v\u00e4lja tulnud,\u201c ilmestas Hone.<\/p>\n

Grafeenist nanoelektromehaanilised masinad ilmselt tavaraadioid asendama ei hakka, sest need pole piisavalt v\u00f5imsad. Ent arvutikiibi sees pole vahemaad kuigi pikad ning saatja v\u00f5imsusvajadus on selle v\u00f5rra v\u00e4iksem.<\/p>\n

\u201eElektroonikaseadmed l\u00e4hevad \u00fcha kiiremaks ning v\u00e4iksemaks. Moore\u2019i seadus peab h\u00e4mmastava t\u00e4psusega paika. Kunagi mahtusid paremad arvutid napilt tuppa. N\u00fc\u00fcd on sama ning etemgi arvutusv\u00f5imsus nutitelefonides, otse peopesal. Raadiosaatjaid on aga keeruline v\u00e4iksemaks teha, sest nende analoogkomponendid v\u00f5tavad palju ruumi ning tarbivad palju elektrienergiat. Lisaks ei saa enamikke neist komponentidest kuigi laias sagedusvahemikus h\u00e4\u00e4lestada. Kogu vajaliku spektri katmiseks on tarvis mitut eri saatjat,\u201c seletas t\u00f6\u00f6 teine autor Kenneth Shepard.<\/p>\n

Grafeenist nanoelektromehaaniline ostsillaator on aga kompaktne ning h\u00f5lpsasti olemasolevate kiipidega integreeritav. Lisaks on ostsillaatoril avar kiirgusspekter, eesk\u00e4tt grafeeni tugevuse t\u00f5ttu.<\/p>\n

\u201eHomme veel meie saatjat poest osta ei saa, ka \u00fclehomme mitte. Paljud t\u00f6\u00f6d seisab ees,\u201c t\u00e4psustas Hone. \u201cPraegu oleme teinud olulise esmasammu. Grafeeni rakenduslik kasutamine ei ole olnud teadusmaailmas kerge protsess. Sestap on iga selline saavutus erilise t\u00e4hendusega. Ise\u00e4ranis huvitav v\u00f5iks meie t\u00f6\u00f6 olla inseneridele.\u201c<\/p>\n

Hone ja Shepard t\u00f6\u00f6tavad n\u00fc\u00fcd ostsillaatorist m\u00fcra eemaldamisega.<\/p>\n

Allikad: Phys.org<\/a>, Wired<\/a>, Engineering.columbia.edu<\/a><\/p>\n

Viited:<\/p>\n

1 – Kautlenbach, Sven (2011). Autonoomne seade elastsusmooduli m\u00f5\u00f5tmiseks, bakalaureuset\u00f6\u00f6, lk 3, k\u00fclastatud 09.12.13, link<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ameerika SEAS \u00fclikooli professorite juhitud t\u00f6\u00f6r\u00fchm valmistas grafeenist nanomehaanilise ostsillaatori, mis v\u00f5ib edastada sagedusmoduleeritud raadiosignaale \u2013 teisis\u00f5nu leiutati maailma v\u00e4ikseim FM raadiosaatja. T\u00f6\u00f6d kajastav artikkel avaldati teadusajakirja Nature Nanotechnology 17. novembri veebiv\u00e4ljaandes. \u201eNii v\u00e4ikest raadiosaatjat saab praegu valmistada vaid grafeenist,\u201c \u00fctles James Hone, \u00fcks artikli autoreist. \u201eSee on esimene oluline samm juhtmevaba andmet\u00f6\u00f6tluse ning \u00fcli\u00f5hukeste […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":35751,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[45],"class_list":{"0":"post-35740","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35740","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=35740"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35740\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/35751"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=35740"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=35740"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=35740"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}