石墨烯提升蓝牙效率


  加州大学河滨分校伯恩斯工程学院( UC Riverside Bourns College of Engineering )研究人员已经研制并成功测试了一种放大器,这种放大器是用石墨烯制成,可以制备更有效率的电路,用于电子芯片中,比如蓝牙耳机芯片和车里收费设备的芯片。

  石墨烯是一种单原子厚的碳晶体,首次被分离出来是在2004年,研发者是安德烈·给姆(Andre Geim)和和康斯坦丁·诺沃塞劳乌(Konstantin Novoselov),两人获得了诺贝尔物理学奖,就是因为这项工作。石墨烯有许多优异的属性,包括优越的电气和导热系数、机械强度以及独特的光学吸收。

  加州大学河滨分校演示的石墨烯放大器具有信号处理功能,这是一个巨大的进步,改进了石墨烯技术,因为这是一个转折,是从单个的石墨烯装置转向石墨烯电路和芯片,亚力山大·巴兰丁说,他是一位电气工程教授,一起做这项工作的还有一名研究生和一些研究人员,他们是在莱斯大学( Rice University)做的。

  三模放大器( triple-mode amplifier)的基础是石墨烯,它的优越性超越了其他放大器,这些放大器的制备采用传统半导体,比如硅,巴兰丁说,他是加州大学河滨分校材料科学与工程项目主任。石墨烯放大器显示了优异性能和更快的速度,这是因为石墨烯的电学双极性(电流传导可用正负电荷)。

  它可切换不同模式的操作,只需简单地改变外加电压。这些特性有望带来更简单和更小的芯片,更快的系统响应和更少的功耗。

  这次实验演示的石墨烯放大器的功能已经报道了,就在上周的美国化学学会《纳米》杂志上。

  制备和实验测试的进行是在巴兰丁的纳米装置实验室。研究报告的合著者有刘冠雄,他是巴兰丁的研究生,卡提克·莫汉拉姆(Kartik Mohanram)是莱斯大学的助理教授,严学倍(Xuebei Yan)是莫汉拉姆的研究生。

  莱斯大学的研究人员设计放大器和检测规程。刘冠雄在加州大学河滨分校的净化室制备装置。刘冠雄和严学倍随后在巴兰丁的实验室测试这一放大器。

  这种三模放大器充电可以随时进行,期间的操作可有三种模式:正极、负极或两极。结合这三种模式,研究者演示的放大器可以取得的调制是必要的,可实现相移键控( phase shift keying )和频移键控( frequency shift keying),这些技术广泛应用于无线和音频领域。

  这些应用包括:手机蓝牙耳机、无线射频识别技术(RFID),可用于无线产品,包括汽车内收费装置、公交卡和动物识别标签;以及无线个域网(ZigBee),这是一种通信协议,可应用的一些设备有带有指示灯的无线照明开关,带有显示屏的电器仪表等。