Brži integrirani sklopovi za mobitele

Istraživači u IBM-u proizveli su najbrže integrirane sklopove, od grafena, materijala koji obećava pojavu znatno bržih komponenti nego silicijske slitine, mada je do nedavno bilo dosta poteškoća u nastojanju da ga se iskoristi za te svrhe. 

IBM-ov tim je prikazao kako se grafen može koristiti za izradu bržih, energetski učinkovitijih sklopova koji upravljaju radio signalima u mobitelima i drugim bežičnim uređajima, a proizvodnju su prilagodili korištenju standardnih proizvodnih tehnologija, sugerirajući time kako se njihov dizajn može primijeniti na isplativ način u komercijalne svrhe.

Grafen je najtanji i najčvršći materijal u prirodi, bolji je vodič od bakra, a kao vodič topline je daleko bolji od svih drugih poznatih materijala, te omogućuje elektronima puno veću brzinu nego silicij. Njegova elektronska svojstva puno obećaju u razvoju digitalnih logičnih sklopova kakve nalazimo u mikroprocesorima, ali i za ubrzavanje analogne telefonije, kao što su napravili inženjeri IBM-a.  

IBM-ov tim je proizveo sklop pod nazivom "mikser frekvencija", kombinirajući grafenski tranzistor i 2 metalna uređaja pod nazivom induktori. "Mikser frekvencija je vrsta temeljnog građevnog bloka u analognoj elektronici i posebice bežičnoj komunikaciji", kaže IBM-ov znanstvenik Yu-Ming Lin. Ovi uređaji se koriste u mobitelima kako bi konvertirali radio signal korišten za predaju informacije u drugi signal, u frekventnom opsegu koji je u čujnosti ljudskog uha. To se postiže miješanjem radio signala s referentnim signalom.

Do sada se pokazalo kako kombiniranje grafena s drugim materijalima degradira brzinu elektronike, pa su inženjeri IBM-a osigurali da grafen ne bude u kontaktu ni sa čim što bi mu moglo štetiti.

Rezultat toga su sklopovi koji su za 10 gigaherca brži od bilo kojih drugih grafenskih sklopova. Lin priznaje kako su oni još uvijek manje pouzdani od visoko kvalitetnih miksera frekvencija od silicija, no kaže da će uskoro i to biti riješeno.

Navodi kako je njihov plan da ih naprave u skali veličine koja će se izražavati u desetinama nanometara, a ne stotinama. "Također, nismo vidjeli nikakvih ograničenja grafenskih uređaja po pitanju brzine, stoga mislim kako bi mogli ući u područje teraherca“, tvrdi Lin. 

"Sljedeći korak će biti povećanje pouzdanosti, jer signal izlazi van slabiji nego na drugom kraju, te će unapređivanje tranzistora uvelike pomoći u dobivanju boljih performansi sklopova", izjavljuje Xiangfeng Duan, profesor kemije na Sveučilištu California (LA).

IBM-ov tim radi na rješavanju tog problema, te na razvoju kompleksnijih grafenskih integriranih sklopova, no oprezno kažu kako je ovo tek prvi korak u razvoju grafenske elektronike, te ćemo na stvarnu primjenu možda čekati čak 5 do 10 godina.