Застосування графена дозволило створити найменший у світі радіопередавач FM-діапазону
У графена, матеріалу, є формою вуглецю, кристалічна решітка якого має одноатомную товщину, є безліч областей застосування. І тепер, до "талантам" цього матеріалу можна додати його роботу в якості радіопередавача. Група дослідників з Колумбійського університету в Нью-Йорку, очолювана Джеймсом Хоном (James Hone) і Кеннетом Шепардом (Кеннетом Шепардом), продемонструвала працює мікроскопічне пристрій, створене на основі смуги графенової плівки, яке здатне забезпечити передачу радіохвиль в FM-діапазоні і яке є найменшим радіопередавачем в світі на сьогоднішній день.
Графеновий радіопередавач, створений групою Джеймса Хона, насправді є не чисто електронним пристроєм, таким, як графенові транзистори, над створенням яких працюють численні колективи вчених у різних куточках земної кулі. Це є рухомим і вібруючим електромеханічним пристроєм, який є першим з виду компактних графенових наноэлектромеханических систем (nanoelectromechanical systems, NEMS) нового покоління, які легше вбудовувати прямо на кристали електронних мікросхем, ніж кремнієві мікроелектромеханічні системи і кварцові резонатори, що використовуються сьогодні для передачі, прийому і фільтрації радіосигналів в смартфонах і інших електронних пристроях.
Створюючи свій графеновий FM-передавач, вчені прикріпили смуги графена, довжиною від 2 до 4 мікрометрів, трохи вище металевого електрода. Подавши на цей електрод електрична напруга, вони притягли графенових смугу до електрода. Вийшло в результаті цього механічне напруження змінило резонансну частоту смуги, подібно до того, як змінюється частота гітарної струни при її натягу. Подавши на керуючий електрод електричний сигнал з певними характеристиками, вчені домоглися того, що графеновое пристрій тало випромінювати в навколишній простір частотно-модульовані радіохвилі FM-діапазону.
Для демонстрації працездатності технології вчені підключили графеновий передавач до аудіо-виходу iPhone і налаштували параметри передачі на середину FM-діапазону, на частоту 100 МГц. Сигнал був прийнятий звичайним кишеньковим приймачем, в звуці якого без праці можна розпізнати популярну пісню "Gangnam Style".
Не важко помітити, що в переданому сигналі міститься безліч спотворень, перешкод і сторонніх шумів. Здебільшого це пояснюється тим, що графеновий генератор вкрай чутливий до будь-яких зовнішніх електричних шумів, вкрай мала зміна напруги на керуючому електроді передавача призводить до різких змін частоти модуляції. Проводячи демонстрацію роботи графенового передавача, вчені абсолютно не застосовували електричних екранів і інших методів захисту від перешкод, їх основною метою була перевірка працездатності створеної ними системи в цілому.
Наступними кроками, які мають намір здійснити вчені, будуть кроки, спрямовані на деяке поліпшення розробленого ними графенового мініатюрного радіопередавача і розробка технологій, які дозволять вбудовувати такі передавачі прямо в структуру чіпів електронних мікросхем.