Новий транзистор на основі графену, розроблений дослідниками з університетів Манчестера і Ноттінгема, за рахунок своєї радикально нової інноваційної структури, може працювати на частотах у терагерцовому діапазоні. Такі можливості графенового транзистора можуть стати основою нових медичних систем, у тому числі і систем рентгенографії, а також систем контролю і забезпечення безпеки, що встановлюються у громадських місцях.

Розроблений дослідниками графеновий транзистор є першою у своєму роді системою з бістабільними характеристиками, що означає, що пристрій може спонтанно або внаслідок зовнішнього впливу перемикатися між двома електронними станами. Такі пристрої часто використовуються в якості генераторів електромагнітних хвиль терагерцового діапазону, високочастотного діапазону, що лежить у проміжку між високочастотним радіовипромінюванням і інфрачервоним світлом.

Бістабільність - це досить поширене фізичне явище, коли коливальна система, подібна до маятника, може знаходитися в одному з двох стабільних станів. Зовсім незначні зовнішні впливи можуть викликати перемикання системи з одного стану в інший. У нових графенових транзисторах цими станами є шляхи, по яких рухаються електрони, що несуть електричний заряд, при цьому, перемикання між двома станами транзистора може відбуватися досить і досить швидко, трильйони разів на секунду.

Структура нового транзистора складається з двох шарів графену, розділених ізолюючим шаром з нітриду бору, товщиною всього у декілька атомів. Електронні хмари кожного графенового шару можуть бути змінені за допомогою прикладеного до електродів маленького електричного потенціалу. Певна конфігурація прикладених електричних полів може помістити електрони у стан, у якому вони можуть переміщатися між шарами на надзвичайно високій швидкості.

Оскільки товщина ізолюючого шару між двома шарами графену вкрай мала, електрони можуть перейти з одного графенового шару на інший за допомогою ефекту, що називається квантовим тунелюванням. Цей процес призводить до швидкого переносу електричного заряду, який можна ініціювати і перервати також з великою швидкістю. Такі властивості структури транзистора можуть служити для ефективної генерації високочастотних електромагнітних хвиль.

У даний час дослідники займаються більш докладним вивченням електричних характеристик створеного ними графенового транзистора, який на відміну від звичайних транзисторів може проводити електричний струм в одному з двох напрямків. Розроблені дослідниками високочастотні електронні схеми дозволять незабаром використовувати дані транзистори в якості як традиційних підсилювачів електричних сигналів, так і в якості генераторів частоти терагерцового діапазону, що обіцяє новому транзистору велике майбутнє.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org