Графенові транзистори радикально нової структури здатні працювати на швидкостях терагерцовых
Новий транзистор на основі графена, розроблений дослідниками з університетів Манчестера і Ноттінгема, за рахунок своєї радикально новою інноваційній структурі, може працювати на частотах в терагерцевому діапазоні. Такі можливості графенового транзистора можуть стати основою нових медичних систем, в тому числі і систем рентгенографії, а також систем контролю і забезпечення безпеки, які встановлюються в різних громадських місцях.
Розроблений дослідниками графеновий транзистор є першою в своєму роді системою з бистабильными 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 в проміжку між високочастотним радіовипромінюванням і інфрачервоним світлом.
Бистабильность - це досить поширене фізичне явище, коли коливальна система, подібна до маятника, може знаходитися в одному з двох стабільних станів. Зовсім невеликі зовнішні впливи можуть викликати перехід 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 швидко, трильйони разів в секунду.
Структура нового транзистора складається з двох шарів графена, розділених ізолюючим шаром з нітриду бору, товщиною всього в декілька атомів. Електронні хмари кожного графенового шару можуть бути змінені за допомогою прикладеної до електродів маленького електричного потенціалу. Певна конфігурація доданих електричних полів може помістити електрони в стан, в якому вони можуть переміщатися між шарами на надзвичайно високій швидкості.
Оскільки товщина ізолюючого шару між двома шарами графена вкрай мала, електрони можуть перейти з одного графенового шару на інший за допомогою ефекту, званого квантовим туннелированием. 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.
В даний час дослідники займаються більш детальним вивченням електричних характеристик створеного ними графенового транзистора, який на відміну від звичайних транзисторів може проводити електричний струм в одному з двох напрямків. Розробляються дослідниками високочастотні електронні схеми дозволять незабаром використовувати дані транзистори як традиційних підсилювачів електричних сигналів, так і в якості генераторів частоти терагерцового діапазону, що обіцяє новому транзистору велике майбутнє.