กราฟีน: ทุกอย่างอยู่ภายใต้การควบคุม: ทีมวิจัยแสดงให้เห็นถึงกลไกการควบคุมสำหรับวัสดุควอนตัม

โหนดต้นทาง: 806209

หน้าแรก > ข่าวประชา > กราฟีน: ทุกอย่างอยู่ภายใต้การควบคุม: ทีมวิจัยสาธิตกลไกการควบคุมวัสดุควอนตัม

ศาสตราจารย์ Dr. Dmitry Turchinovich จาก Bielefeld University เป็นหนึ่งในสองผู้นำการศึกษา เขาตรวจสอบว่ากราฟีนสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าในอนาคตได้อย่างไร ภาพ: Bielefeld University/ M.-D. เครดิตภาพ Müller: Bielefeld University/M.-D. มุลเลอร์
ศาสตราจารย์ Dr. Dmitry Turchinovich จาก Bielefeld University เป็นหนึ่งในสองผู้นำการศึกษา เขาตรวจสอบว่ากราฟีนสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้าในอนาคตได้อย่างไร ภาพ: Bielefeld University/ M.-D. เครดิตภาพ Müller: Bielefeld University/M.-D. มุลเลอร์

นามธรรม:
How can large amounts of data be transferred or processed as quickly as possible? One key to this could be graphene. The ultra-thin material is only one atomic layer thick, and the electrons it contains have very special properties due to quantum effects. It could therefore be very well suited for use in high-performance electronic components. Up to this point, however, there has been a lack of knowledge about how to suitably control certain properties of graphene. A new study by a team of scientists from Bielefeld and Berlin, together with researchers from other research institutes in Germany and Spain, is changing this. The team's findings have been published in the journal Science Advances.

กราฟีน: ทุกอย่างอยู่ภายใต้การควบคุม: ทีมวิจัยแสดงให้เห็นถึงกลไกการควบคุมสำหรับวัสดุควอนตัม

บีเลเฟลด์ เยอรมนี | โพสต์เมื่อ 9 เมษายน 2021

Consisting of carbon atoms, graphene is a material just one atom thick where the atoms are arranged in a hexagonal lattice. This arrangement of atoms is what results in graphene's unique property: the electrons in this material move as if they did not have mass. This "massless" behavior of electrons leads to very high electrical conductivity in graphene and, importantly, this property is maintained at room temperature and under ambient conditions. Graphene is therefore potentially very interesting for modern electronics applications.

It was recently discovered that the high electronic conductivity and "massless" behavior of its electrons allows graphene to alter the frequency components of electric currents that pass through it. This property is highly dependent on how strong this current is. In modern electronics, such a nonlinearity comprises one of the most basic functionalities for switching and processing of electrical signals. What makes graphene unique is that its nonlinearity is by far the strongest of all electronic materials. Moreover, it works very well for exceptionally high electronic frequencies, extending into the technologically important terahertz (THz) range where most conventional electronic materials fail.

In their new study, the team of researchers from Germany and Spain demonstrated that graphene's nonlinearity can be very efficiently controlled by applying comparatively modest electrical voltages to the material. For this, the researchers manufactured a device resembling a transistor, where a control voltage could be applied to graphene via a set of electrical contacts. Then, ultrahigh-frequency THz signals were transmitted using the device: the transmission and subsequent transformation of these signals were then analyzed in relation to the voltage applied. The researchers found that graphene becomes almost perfectly transparent at a certain voltage - its normally strong nonlinear response nearly vanishes. By slightly increasing or lowering the voltage from this critical value, graphene can be turned into a strongly nonlinear material, significantly altering the strength and the frequency components of the transmitted and remitted THz electronic signals.

"This is a significant step forward towards implementation of graphene in electrical signal processing and signal modulation applications," says Prof. Dmitry Turchinovich, a physicist at Bielefeld University and one of the heads of this study. "Earlier we had already demonstrated that graphene is by far the most nonlinear functional material we know of. We also understand the physics behind nonlinearity, which is now known as thermodynamic picture of ultrafast electron transport in graphene. But until now we did not know how to control this nonlinearity, which was the missing link with respect to using graphene in everyday technologies."

"By applying the control voltage to graphene, we were able to alter the number of electrons in the material that can move freely when the electrical signal is applied to it," explains Dr. Hassan A. Hafez, a member of Professor Dr. Turchinovich's lab in Bielefeld, and one of the lead authors of the study. "On one hand, the more electrons can move in response to the applied electric field, the stronger the currents, which should enhance the nonlinearity. But on the other hand, the more free electrons are available, the stronger the interaction between them is, and this suppresses the nonlinearity. Here we demonstrated - both experimentally and theoretically - that by applying a relatively weak external voltage of only a few volts, the optimal conditions for the strongest THz nonlin-earity in graphene can be created."

"With this work, we have reached an important milestone on the path towards to using graphene as an extremely efficient nonlinear functional quantum material in devices like THz frequency converters, mixers, and modulators," says Professor Dr. Michael Gensch from the Institute of Optical Sensor Systems of the German Aerospace Center (DLR) and the Technical University of Berlin, who is the other head of this study. "This is extremely relevant because graphene is perfectly compatible with existing electronic ultrahigh-frequency semiconductor technology such as CMOS or Bi-CMOS. It is therefore now possible to envision hybrid devices in which the initial electric signal is generated at lower frequency using existing semiconductor technology but can then very efficiently be up-converted to much higher THz frequencies in graphene, all in a fully controllable and predictable manner."

# # #

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบีเลเฟลด์, สถาบันระบบเซ็นเซอร์ออปติคัลของ DLR, Tech-nical University of Berlin, Helmholtz Center Dresden-Rossendorf และ Max Planck Institute for Polymer Research ในเยอรมนี รวมทั้งสถาบัน Catalan Institute of Nanoscience และ นาโนเทคโนโลยี (ICN2) และสถาบัน Photonic Sciences (ICFO) ในสเปนเข้าร่วมในการศึกษานี้

####

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาคลิก โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม

ติดต่อ:
ศาสตราจารย์ ดร. ดิมิทรี ทูร์ชิโนวิช มหาวิทยาลัยบีเลเฟลด์
49-521-106-5468

@uniaktuell ครับ

ลิขสิทธิ์ © มหาวิทยาลัยบีเลเฟลด์

หากคุณมีความคิดเห็นโปรด ติดต่อ เรา

ผู้ออกข่าวประชาสัมพันธ์ไม่ใช่ 7th Wave, Inc. หรือ Nanotechnology Now มีหน้าที่รับผิดชอบต่อความถูกต้องของเนื้อหา แต่เพียงผู้เดียว

บุ๊คมาร์ค:
อร่อย Digg ขอบคุณ Google yahoo Reddit แมกโนเลียคอม ขน Facebook

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

สิ่งพิมพ์ต้นฉบับ:

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

ข่าวสารและข้อมูล

เว็บไซต์ที่มีผลผูกพันของแอนติบอดีได้รับการอนุรักษ์ในไวรัสโควิด -19 สายพันธุ์ต่างๆ: การเปิดเผยโครงสร้างอาจมีผลกระทบเป็นเป้าหมายการรักษาในทุกสายพันธุ์ SARS-CoV-2 เมษายน 9th, 2021

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ตัวแทนใหม่สำหรับโรคสมอง: mRNA เมษายน 9th, 2021

กราฟีน/ กราไฟต์

อุตสาหกรรมการเคลือบและคอมโพสิตของชิลีทำให้การใช้ประโยชน์จากโซลูชั่นท่อนาโนกราฟีนเป็นไปอย่างก้าวกระโดด เมษายน 9th, 2021

INBRAIN Neuroelectronics ระดมเงินกว่า 14 ล้านยูโรเพื่อพัฒนาอุปกรณ์ปลูกถ่ายประสาทที่ใช้กราฟีนอัจฉริยะสำหรับการบำบัดส่วนบุคคลในความผิดปกติของสมอง มีนาคม 26th, 2021

การออกแบบสามารถช่วยให้แบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น: การใช้อิเล็กโทรไลต์แบบใหม่อาจทำให้อิเล็กโทรดโลหะขั้นสูงและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น เพิ่มความจุและอายุการใช้งานของวงจร มีนาคม 26th, 2021

มาตรฐานอุตสาหกรรมใหม่สำหรับแบตเตอรี่: สิ่งอำนวยความสะดวกที่สะอาดเป็นพิเศษสำหรับการแพร่กระจายของท่อนาโนกราฟีน มีนาคม 19th, 2021

อนาคตที่เป็นไปได้

เว็บไซต์ที่มีผลผูกพันของแอนติบอดีได้รับการอนุรักษ์ในไวรัสโควิด -19 สายพันธุ์ต่างๆ: การเปิดเผยโครงสร้างอาจมีผลกระทบเป็นเป้าหมายการรักษาในทุกสายพันธุ์ SARS-CoV-2 เมษายน 9th, 2021

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ตัวแทนใหม่สำหรับโรคสมอง: mRNA เมษายน 9th, 2021

เทคโนโลยีชิป

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ความรู้และพลัง: เทคโนโลยีพลาสม่าของ Oxford Instruments และ LayTec ร่วมมือกันเพื่อจัดหาโซลูชั่นการประมวลผลส่วนหน้าที่สำคัญสำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบผสม เมษายน 7th, 2021

การสังเคราะห์ด้วยออกซิเจนของอาร์มแชร์ กราฟีนนาโนริบบอนบน Cu (111) เมษายน 2nd, 2021

นาโนอิเล็กทรอนิกส์

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

การสังเคราะห์ด้วยออกซิเจนของอาร์มแชร์ กราฟีนนาโนริบบอนบน Cu (111) เมษายน 2nd, 2021

วิศวกรรมขอบเขตระหว่างวัสดุ 2D และ 3D: กล้องจุลทรรศน์ที่ทันสมัยช่วยเปิดเผยวิธีการควบคุมคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุที่บางเป็นอะตอม กุมภาพันธ์ 26th, 2021

การเปลี่ยนรูปร่างของผลึกคงตัวในรูปแบบต่างๆ ของ monolayers แกลเลียมซีลีไนด์: นักวิจัยตรวจสอบโครงสร้างและคุณสมบัติของชั้นคริสตัลแกลเลียมซีลีไนด์ที่เพิ่งระบุเมื่อเร็ว ๆ นี้ มกราคม 1st, 2021

การค้นพบ

เว็บไซต์ที่มีผลผูกพันของแอนติบอดีได้รับการอนุรักษ์ในไวรัสโควิด -19 สายพันธุ์ต่างๆ: การเปิดเผยโครงสร้างอาจมีผลกระทบเป็นเป้าหมายการรักษาในทุกสายพันธุ์ SARS-CoV-2 เมษายน 9th, 2021

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ตัวแทนใหม่สำหรับโรคสมอง: mRNA เมษายน 9th, 2021

ประกาศ

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ตัวแทนใหม่สำหรับโรคสมอง: mRNA เมษายน 9th, 2021

อุตสาหกรรมการเคลือบและคอมโพสิตของชิลีทำให้การใช้ประโยชน์จากโซลูชั่นท่อนาโนกราฟีนเป็นไปอย่างก้าวกระโดด เมษายน 9th, 2021

บทสัมภาษณ์ / บทวิจารณ์หนังสือ / บทความ / รายงาน / พ็อดคาสท์ / วารสาร / เอกสารปกขาว / โปสเตอร์

เว็บไซต์ที่มีผลผูกพันของแอนติบอดีได้รับการอนุรักษ์ในไวรัสโควิด -19 สายพันธุ์ต่างๆ: การเปิดเผยโครงสร้างอาจมีผลกระทบเป็นเป้าหมายการรักษาในทุกสายพันธุ์ SARS-CoV-2 เมษายน 9th, 2021

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น เมษายน 9th, 2021

การส่งผ่านพลังงานโดยอนุภาคนาโนทองคำควบคู่ไปกับโครงสร้างดีเอ็นเอ เมษายน 9th, 2021

ตัวแทนใหม่สำหรับโรคสมอง: mRNA เมษายน 9th, 2021

ที่มา: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56639

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก นาโนเทคโนโลยีตอนนี้

เว็บไซต์ที่มีผลผูกพันของแอนติบอดีได้รับการอนุรักษ์ในไวรัสโควิด -19 สายพันธุ์ต่างๆ: การเปิดเผยโครงสร้างอาจมีผลกระทบเป็นเป้าหมายการรักษาในทุกสายพันธุ์ SARS-CoV-2

โหนดต้นทาง: 806205
ประทับเวลา: เมษายน 10, 2021

ด้วยแสงไฟระบบจะเปลี่ยนสีและรูปแบบของวัตถุ: เทคนิค "Programmable matter" ช่วยให้นักออกแบบผลิตภัณฑ์สามารถสร้างต้นแบบได้อย่างง่ายดาย

โหนดต้นทาง: 845309
ประทับเวลา: May 10, 2021

การค้นพบสามารถช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้: การวิจัยอาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานดีขึ้น

โหนดต้นทาง: 806207
ประทับเวลา: เมษายน 10, 2021