Графен поможет обойти проблемы при распространении сигнала наноантеннами

Сети нанометровых механизмов предлагают удивительный потенциал применения в медицине, промышленности, защите окружающей среды и обороне.

Однако до сих пор существует одна маленькая проблема: ограниченная производительность наномасштабных антенн, изготовленных из традиционных металлических компонентов.

С антеннами, сделанными из обычных материалов, таких как медь, например, связь между маломощными наномашинами была бы фактически невозможной. Но, используя уникальные электронные свойства графена, ученые полагают, что им удастся соединить устройства, приводимые в действие небольшими объемами энергии.

Графен, основанный на сотовидной сети атомов углерода, способен генерировать тип электронной поверхностной волны, которая позволит антеннам всего микрон длиной и 10-100 нанометров шириной выполнять те же функции, что и намного более крупные антенны. И хотя работу графеновых наноантенн еще только предстоит показать, исследователи сообщают, что их моделирование и симуляции показывают, что наносети, использующие новый подход, вполне выполнимы с альтернативным материалом.

«Мы используем специфическое распространение электронов в графене, чтобы изготовить маленькую антенну, которая способна излучат на значительно более низких частотах, нежели классические металлические антенны того же размера», сообщил профессор Ян Экилдиц из Технологического института Джорджии. „Мы убеждены, что это лишь начало новой сетевой и коммуникационной парадигмы, основанной на использовании графена“.

Публикация результатов исследования запланирована в издании IEEE Journal of Selected Areas in Communications. Помимо наноразмерных антенн ученые также работают над графеновыми наноразмерными приемопередатчиками или трансиверами, а также над протоколами передачи, которые были бы необходимы для связи между наномашинами.

Основная проблема такой связи в том, что в микронном масштабе металлические антенны должны управляться на частотах в сотни терагерц. И хотя эти частоты могут предложить преимущества в скорости связи, их диапазон будет ограничен потерями сигнала при распространении всего на несколько микрометров. И потребовалось бы значительно больше энергии для работы, чем способны располагать наномашины.

13.12.2013