Крошечный «батут» из графена способен фиксировать радиочастотные сигналы, что открывает дорогу новому поколению радиоаппаратуры.
Радиоприемник из графена

Растяните лист графена между двумя электродами наподобие батута, как это показано на картинке. Затем поместите под ним третий электрод и пропустите через графен постоянный ток. И, наконец, добавьте радиочастотный сигнал переменного тока и посмотрите, что произойдет.

Именно такой эксперимент провел Юеханг Сюй (Yuehang Xu) из Колумбийского университета (Нью-Йорк, США) совместно с группой коллег. Оказалось, что лист графена резонирует при воздействии радиочастотного напряжения, и это можно легко отследить, измеряя емкость между листом и третьим электродом, расположенным под ним.

Физики не оставляют идею использования наноэлектромеханических резонаторов для прямой фильтрации и генерации радиосигналов. Но при этом они сталкиваются с проблемой паразитной емкости, которая стремится ослабить интересующие ученых радиочастотные сигналы.

Сюй и его коллеги утверждают, что благодаря особенностям конструкции их устройство застраховано от этой проблемы. По крайней мере, эффект паразитной емкости удалось существенно уменьшить, что исследователи продемонстрировали, выделив с помощью своего резонатора сигнал с частотой 33,27 МГц.

При этом ученые отмечают, что их устройство можно значительно улучшить. Графеновые листы на пару порядков меньше аналогичных устройств на основе кремния и могут взаимодействовать с сигналами гораздо более высоких частот. Сюй предполагает, что, уменьшив размер используемого листа графена, они смогут измерить сигналы в гигагерцовом диапазоне. Это может заинтересовать производителей мобильных телефонов и других коммуникационных устройств, использующих радиочастоты.

Конечно, перед тем, как оказаться на конвейере, технология должна быть значительно усовершенствована. Не последняя из стоящих перед разработчиками проблем — массовое производство устройств, прототип которых был изготовлен группой Сюя с помощью пинцета. Еще существует проблема охлаждения. Новое устройство работает при температуре 77К, поэтому его использование в тех же мобильных телефонах невозможно, пока разработчики не найдут способ повысить его рабочую температуру. Впрочем, ни одна из этих проблем не кажется физикам непреодолимой.

По сообщению The Physics arXiv Blog