石墨烯變頻器，是指用石墨烯為原料製造的變頻器，由美國科學家研製成功，最新研究有望讓科學家們用石墨烯製造出數字電晶體，從而大大擴展石墨烯在電子設備領域的套用。
基本介紹
- 中文名：石墨烯變頻器
- 外文名：Graphene inverter
- 原料：石墨烯
- 類型：物理學
- 屬於：電器
- 公司：美國IBM公司
基本簡介,詳細介紹,升級版本,
基本簡介
2010年，IBM公司托馬斯·沃森研究中心科學家林育明領導的團隊展示了首塊基於石墨烯的電晶體，其能在100G赫茲的頻率上運行。2011年該團隊將其整合進一塊完整的積體電路中。科學家們認為，這項突破可能預示著，未來可用石墨烯圓片來替代矽晶片。
詳細介紹
研究人員表示，該電晶體門的長度僅為550納米，整個積體電路僅為一顆鹽粒那么大。而且，這種生產過程也可用於其他類型的石墨烯材料，包括將化學氣相澱積（CVD）石墨烯膜合成在金屬膜之上，也可用於光學光刻以改善成本和產能。
按照美國電氣與電子工程師學會（IEEE）出版的《IEEE波普》雜誌的解釋，這塊積體電路是一個寬頻無線電頻率混頻器——無線電收音機的關鍵組件，該積體電路通過找出兩個輸入頻率的和與差來輸出新的無線電信號。
科學家們表示，最新的石墨烯積體電路混頻最多可達10G赫茲，而且其可以承受125攝氏度的高溫。該研究團隊認為，這塊積體電路還可以運行得更快，屆時，由這類積體電路製成的晶片可以改進手機和無線電收發兩用機的信號，未來，手機或許能在一般認為無法接收信號的地方工作。
升級版本
2011年9月7日（台北時間），據美國物理學家組織網報導，美國科學家首次製造出能在室溫下工作的石墨烯變頻器，克服了用石墨烯製造電子設備時的重要障礙——能帶隙。最新研究有望讓科學家們用石墨烯製造出數字電晶體，從而大大擴展石墨烯在電子設備領域的套用。
普渡大學的博士生陳洪彥（音譯）與該大學布瑞克納米技術研究中心主任、電子與計算機工程學教授約爾格·艾彭澤勒領導的研究團隊首次製造出了一種能在室溫下工作且“塊頭”更大的石墨烯變頻器。此前也有其他科研團隊用石墨烯製造出了變頻器，但它們只能在77開氏度（零下196攝氏度）下工作。
變頻器是數字電晶體關鍵的基本元件，它使電子設備中的電晶體能放大信號並控制自己從0變到1。
為了製造出電子設備，科學家必須在矽中摻雜雜質以改變其半導體性質，不過，這樣的“摻雜”卻很難用於石墨烯上。科學家研製出了靜電摻雜，讓新石墨烯變頻器模擬矽變頻器的性質，從而解決了這個問題。研究人員誘導靜電摻雜穿過金屬門（距石墨烯管道40納米遠）之間的電場，通過改變電壓改變摻雜情況並測試摻雜程度，從而找到了最有效操作新石墨烯變頻器的方法。
迄今為止（2011年9月），石墨烯電晶體的套用範圍一直比較受限，然而，新變頻器讓科學家們可製造出石墨烯電晶體，大大擴展其在包括計算機和消費電子設備在內的套用。
