211service.com
Tranzystory trójdrożne
Źródło: Trójmodowy jednotranzystorowy wzmacniacz grafenowy i jego zastosowania
Kartik Mohanram i in.
ACS Nano 4: 5532-5538
Potrójny czas: Ten jednotranzystorowy wzmacniacz, pasek grafenu poprzecinany metalowymi elektrodami, robi z jednym tranzystorem to, co obecnie wymaga wielu.
Wyniki: Badacze zbudowali jednostopniowy grafenowy wzmacniacz tranzystorowy i wykazali, że może on pełnić trzy funkcje w jednym: może przewodzić ładunek dodatni, ładunek ujemny lub obie jednocześnie. Urządzenie może kodować strumień danych, zmieniając częstotliwość lub fazę sygnału — zadanie, które zwykle wymaga wielu tranzystorów w obwodzie.
Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2011
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Dlaczego jest to ważne: Wcześniejsze badania nad grafenem koncentrowały się głównie na szybkości przewodzenia przez niego ładunku elektrycznego; Tranzystory grafenowe są 10 lub więcej razy szybsze od krzemowych. Nowa praca pokazuje, że mają też inne zalety. Ponieważ pojedynczy tranzystor grafenowy może wykonywać pracę wielu tranzystorów krzemowych, grafen można zintegrować z bardziej kompaktowymi chipami do bezprzewodowych urządzeń telekomunikacyjnych, takich jak tagi RFID i zestawy słuchawkowe Bluetooth.
Metody: Naukowcy z Rice University wysunęli hipotezę, że tranzystor grafenowy z trzema zaciskami elektrycznymi, strukturami kontrolującymi i przewodzącymi przepływ prądu, mógłby działać w taki sposób, że tranzystor przełączałby się między stanami, w których przewodzi ładunek dodatni, ujemny i oba te stany. Wykorzystując standardowe techniki tworzenia obwodów grafenowych, naukowcy z University of California w Riverside wytworzyli obwody, dodając metalowe elektrody i rezystor off-chip do małego kawałka jednowarstwowego grafenu. Testy wykazały, że uzyskany jednostopniowy wzmacniacz zachowywał się zgodnie z przewidywaniami, przełączając stany po przyłożeniu różnych napięć. Urządzenie mogłoby również pełnić funkcję wzmacniacza w powszechnych metodach przesyłania danych poprzez cyfrową modulację sygnału odniesienia.
Następne kroki: Naukowcy próbują teraz zintegrować wiele tranzystorów grafenowych w obwód do bardziej złożonych zastosowań.
Więcej mocy na foton
Naukowcy demonstrują sposób na przekształcenie większej ilości energii światła w energię elektryczną
Źródło: Zbieranie wielu ekscytonu w uczulonym systemie fotowoltaicznym
Bruce Parkinson i in.
Nauka 330: 63-66
Wyniki: Badacze stworzyli ogniwo słoneczne zdolne do zbierania wielu elektronów na każdy pochłonięty foton o wysokiej energii i udało im się bezpośrednio zmierzyć moc elektronową.
Dlaczego jest to ważne: Chociaż naukowcy stale zwiększali ilość energii elektrycznej, jaką mogą wytwarzać ogniwa słoneczne, napotykają podstawowe ograniczenia narzucone przez fizykę przekształcania fotonów w elektrony w materiałach półprzewodnikowych. Konwencjonalne ogniwa słoneczne efektywnie przetwarzają tylko jedną długość fali światła; albo nie absorbują innych długości fal światła, albo wyrzucają dodatkową energię w postaci ciepła. Naukowcy wykazali, że można uchwycić część tej dodatkowej energii, przenosząc energię z każdego fotonu o wysokiej energii na więcej niż jeden elektron. Podejście to można wykorzystać do produkcji ultrawydajnych, ale niedrogich ogniw słonecznych.
Metody: Chociaż inni badacze potwierdzili, że energię fotonu można przenieść na więcej niż jeden elektron, nikt nie zmierzył tego zjawiska bezpośrednio w ogniwie słonecznym, ponieważ dodatkowe elektrony są zbyt krótkotrwałe. W tym przypadku jednak naukowcy wykorzystali półprzewodnikowe nanokryształy zwane kropkami kwantowymi jako aktywny materiał ogniw słonecznych, modyfikując chemię ich powierzchni, aby stworzyć silne wiązanie między nimi a półprzewodnikowym podłożem kryształu tlenku. Wiązanie umożliwiło elektronom szybkie przemieszczanie się z kropek kwantowych do półprzewodnika, gdzie mierzono je jako prąd.
Następne kroki: Aktywny materiał w komórkach testowych z kropkami kwantowymi jest tak cienki, że prawie całe światło przechodzi przez niego bez pochłonięcia. Naukowcy sugerują rozwiązanie tego problemu poprzez dodanie cienkiej warstwy do niezwykle porowatego materiału o dużej powierzchni. Naukowcy pracują również z różnymi rodzajami kropek kwantowych, które mogą pochłaniać i przekształcać więcej światła.