ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนกราฟีนเป็นวัสดุที่มีความหนาเพียงหนึ่งอะตอมโดยที่อะตอมถูกจัดเรียงในตาข่ายหกเหลี่ยม การจัดเรียงของอะตอมนี้เป็นผลให้คุณสมบัติเฉพาะของกราฟีน: อิเล็กตรอนในวัสดุนี้เคลื่อนที่ราวกับว่าพวกมันไม่มีมวล พฤติกรรม "ไร้มวล" ของอิเล็กตรอนนี้นำไปสู่การนำไฟฟ้าที่สูงมากในกราฟีนและที่สำคัญคุณสมบัตินี้จะถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิห้องและภายใต้สภาพแวดล้อม กราฟีนจึงน่าสนใจมากสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่

เมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบว่าการนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงและพฤติกรรม "ไร้มวล" ของอิเล็กตรอนทำให้กราฟีนเปลี่ยนส่วนประกอบความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านได้ คุณสมบัตินี้ขึ้นอยู่กับว่ากระแสนี้แรงแค่ไหน ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ความไม่เชิงเส้นดังกล่าวประกอบด้วยฟังก์ชันพื้นฐานที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับการสลับและประมวลผลสัญญาณไฟฟ้า สิ่งที่ทำให้กราฟีนมีความโดดเด่นคือความไม่เชิงเส้นเป็นวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ที่แข็งแกร่งที่สุด ยิ่งไปกว่านั้นยังทำงานได้ดีสำหรับความถี่อิเล็กทรอนิกส์ที่สูงเป็นพิเศษซึ่งขยายไปสู่ช่วงเทราเฮิร์ตซ์ (THz) ที่มีความสำคัญทางเทคโนโลยีซึ่งวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปส่วนใหญ่ล้มเหลว

ในการศึกษาครั้งใหม่ของพวกเขาทีมนักวิจัยจากเยอรมนีและสเปนแสดงให้เห็นว่าการไม่เชิงเส้นของกราฟีนสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างปานกลางกับวัสดุ สำหรับสิ่งนี้นักวิจัยได้ผลิตอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายทรานซิสเตอร์ซึ่งสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมกับกราฟีนผ่านชุดหน้าสัมผัสไฟฟ้า จากนั้นสัญญาณ THz ความถี่สูงพิเศษจะถูกส่งโดยใช้อุปกรณ์: การส่งผ่านและการเปลี่ยนแปลงในภายหลังของสัญญาณเหล่านี้จะถูกวิเคราะห์โดยสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ นักวิจัยพบว่ากราฟีนเกือบจะโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ที่แรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน - การตอบสนองแบบไม่เชิงเส้นที่แข็งแกร่งตามปกติเกือบจะหายไป โดยการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยจากค่าวิกฤตนี้กราฟีนสามารถเปลี่ยนเป็นวัสดุที่ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก

“ นี่เป็นก้าวสำคัญในการนำกราฟีนไปใช้ในการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าและแอพพลิเคชั่นการมอดูเลตสัญญาณ” ศ. ดมิทรีเทอร์ชิโนวิชนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบีเลเฟลด์และหนึ่งในหัวหน้าของการศึกษานี้กล่าว "ก่อนหน้านี้เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่ากราฟีนเป็นวัสดุที่ใช้งานได้ไม่เชิงเส้นมากที่สุดเท่าที่เรารู้จักนอกจากนี้เรายังเข้าใจฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังความไม่เชิงเส้นซึ่งปัจจุบันเรียกว่าภาพทางอุณหพลศาสตร์ของการขนส่งอิเล็กตรอนเร็วพิเศษในกราฟีน แต่จนถึงขณะนี้เรายังไม่รู้ว่า เพื่อควบคุมความไม่เป็นเชิงเส้นนี้ซึ่งเป็นส่วนเชื่อมโยงที่ขาดหายไปเกี่ยวกับการใช้กราฟีนในเทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน "

"การใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมกับกราฟีนทำให้เราสามารถเปลี่ยนจำนวนอิเล็กตรอนในวัสดุที่เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระเมื่อมีการใช้สัญญาณไฟฟ้ากับมัน" ดร. ฮัสซันเอ. ฮาเฟซสมาชิกของศาสตราจารย์ดร. เทอร์ชิโนวิชอธิบาย ห้องทดลองในบีเลเฟลด์และเป็นหนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษา "ในแง่หนึ่งยิ่งอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่เพื่อตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าที่ประยุกต์ได้มากเท่าไหร่กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งแรงขึ้นซึ่งจะช่วยเพิ่มความไม่เป็นเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันยิ่งมีอิเล็กตรอนอิสระมากเท่าไหร่การมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกมันก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และสิ่งนี้ยับยั้งความไม่เป็นเชิงเส้นที่นี่เราได้แสดงให้เห็น - ทั้งในเชิงทดลองและในทางทฤษฎี - โดยการใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอกที่ค่อนข้างอ่อนเพียงไม่กี่โวลต์สามารถสร้างสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความไม่เป็นเชิงเส้นที่แข็งแกร่งที่สุดในกราฟีน

"ด้วยงานนี้เราได้มาถึงก้าวสำคัญบนเส้นทางสู่การใช้กราฟีนเป็นวัสดุควอนตัมแบบไม่เชิงเส้นที่มีประสิทธิภาพสูงในอุปกรณ์เช่นเครื่องแปลงความถี่ THz เครื่องผสมและตัวปรับสัญญาณ" ศาสตราจารย์ดร. ไมเคิลเกนช์จาก Institute of Optical กล่าว ระบบเซนเซอร์ของ German Aerospace Center (DLR) และ Technical University of Berlin ซึ่งเป็นหัวหน้าคนอื่น ๆ ของการศึกษานี้ "สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งเนื่องจากกราฟีนเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงพิเศษที่มีอยู่เช่น CMOS หรือ Bi-CMOS ดังนั้นตอนนี้จึงเป็นไปได้ที่จะจินตนาการถึงอุปกรณ์ไฮบริดซึ่งสัญญาณไฟฟ้าเริ่มต้นถูกสร้างขึ้นที่ความถี่ต่ำกว่าโดยใช้เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ แต่สามารถแปลงเป็นความถี่ THz ที่สูงขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพในกราฟีน

สล็อตออนไลน์ 918kiss