Группа физиков и инженеров из США и Республики Корея создала наноразмерное устройство для частотной модуляции сигналов с частотой около ста мегагерц. Это соответствует волнам, которые используются музыкальными радиостанциями, в просторечии FM-диапазону. Добиться резкого уменьшения габаритов устройства удалось за счет замены кварцевого кристалла на графеновый лист. Подробности со ссылкой на статью в Nature Nanotechnology приводит университет Колумбии.
Авторы новой разработки указывают на то, что традиционно используемые для генерации сигналов с частотой около ста мегагерц кварцевые резонаторы занимают достаточно много места и уменьшить их размеры в принципе невозможно. Принцип работы кварцевого генератора основан на механических колебаниях кристалла, а частота таких колебаний зависит от размеров: если кристалл сделать меньше, его частота увеличиться выше желаемого значения. В качестве альтернативы кварцу исследователи предложили графен, который к тому же допускает перестройку частоты колебаний в пределах плюс-минус 14 процентов от исходного значения.
Графеновый лист размером около микрометра стал основой колебательной системы, которая обеспечивает генерацию сигнала заданной (несущей) частоты. Под действием другого, модулирующего, сигнала (например, звука) частота несущих колебаний меняется пропорционально поданному напряжению и за счет этого осуществляется передача сигнала на частоте намного больше исходной. Ученые продемонстрировали работоспособность схемы при комнатной температуре, а также показали возможность модуляции графенового колебательного контура сигналом звуковой частоты.
Графен, как новая форма углерода, привлекает внимание многих исследовательских групп и его часто называют перспективным для микроэлектроники и композиционных материалов. Однако на практике найти графену нишу, в которой он уже в ближайшее время может потеснить традиционный кремний или углеродное волокно достаточно сложно, так как технологии получения графена с заданными параметрами в промышленных масштабах пока что не отработаны.