İsveç Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nde araştırmacılar mikrodalga frekanslarında çalışan çok yeni bir altharmonik grafen alan etkili transistör karıştırıcıyı ilk kez geliştirdiler. Bu karıştırıcı gelecek elektroniğinde kompakt devre teknolojisi, silikon teknolojisi ile entegrasyon ve yüksek frekanslara ulaşma potansiyelini sağlayabilen yeni fırsatlar sağlar.
Bir karıştırıcı, bir veya iki kompozit çıkış sinyalleri içine iki veya daha fazla elektronik sinyali kombine edebilen bir aygıt olarak tüm elektronik sistemlerin anahtar bir yapıtaşıdır. Güvenlik için radar sistemleri, radyo astronomi, süreç görüntüleme ve çevresel görüntüleme benzeri THz (bir trilyon Hertz ve üstü) frekanslarda gelecek uygulamalarında yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve yüksek hızlı veri kazancı için büyük karıştırıcı dizileri gerekecek. Böyle karıştırıcı dizileri veya multi-piksel alıcılar sadece daha duyarlı değil ayrıca güç verimi olan kompakt olan yeni tür aygıtlara da ihtiyaç vardır.
Grafenin RFIC uygulamalarında sağladığı şey grafenin eşsiz bir şekilde yıllardır var olan boşluğu doldurmasına izin veren alan etkisi aracılığıyla deşik veya elektron taşıması arasındaki anahtar olmasıdır. Bu simetrik elektriksel karakteristiklerin sayesinde sadece bir transistör kullanılarak grafen alan etkili transistör altharmonik dirençli karıştırıcıyı Chalmers Üniversitesi’nden araştırmacılar yaptılar. Bu nedenle, hiçbir ekstra besleme devreye gerek olmaz bu da geleneksel karıştırıcılara zıt olarak daha kompakt karıştırıcı devresinin yapılmasına olanak sağlar.
Altharmonik grafen alan etkili transistör karıştırıcının şematik yapısı. LO ve RF sinyalleri geçit ve akaç terminallerini besler ve IF sinyali akaç terminalinden çıkartılır.
Sonuç olarak, yeni tür karıştırıcı yapıldığında daha az wafer alanı gerektirir ve gelişmiş sensör dizileri için, örneğin grafen alan etkili transistör teknoloji süreci olarak milimetre dalgalarında ve hatta milimetre altı dalgalarda görüntüleme için olanak sağlayabilir.
Fırsat veren kompakt devreler için ek olarak, grafen alan etkili transistörler grafendeki yüksek hız nedeniyle yüksek frekanslara ulaşmak için potansiyel vaad eder ve bir altharmonik karıştırıcı temel bir karıştırıcıya kıyasla sadece yarı yerel salınıcı (LO) frekansı gerektirir gerçekte. Bu özellik verimli LO-gücü sağlayan kaynakların eksik olduğu yerde yüksek frekanslarda (THz) özellikle ilgi çekicidir.
İlaveten, grafen alan etkili transistör silikon teknolojisi ile entegre olabilir. Örneğin, grafen alan etkili transistör CMOS (Tümleşik Metal Oksit Yarıiletken) uyumludur ve diğer şeyler arasında grafen alan etkili transistör bir tek çip üzerinde sunucu uygulama süreci için CMOS elektroniğinde kullanılabilir.
Gökhan Atmaca | http://twitter.com/kuarkatmaca
Nanoscale Devices and Carrier Transport Group – Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynaklar:
*Bu çalışma, Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu ve Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu faaliyetleri kapsamında hazırlanmıştır.
