211service.com
Gli ingegneri costruiscono un ricevitore radio con il grafene
Ecco un semplice dispositivo. Stendi un foglio di grafene tra due elettrodi per formare una specie di trampolino e poi posiziona un terzo elettrodo sotto il trampolino. Infine, invia una corrente continua attraverso il grafene e quindi aggiungi una tensione a radiofrequenza sopra per vedere cosa succede.
Questo è esattamente l'esperimento che Yuehang Xu alla Columbia University di New York e compagni hanno fatto. Dicono che il foglio di grafene risuona quando viene fatto saltare con una tensione che cambia ai segnali a radiofrequenza e che questo può essere facilmente misurato monitorando la capacità tra il foglio e il terzo elettrodo sotto il foglio.
Questo è un risultato significativo. Da qualche tempo i fisici sperano di trovare modi per utilizzare i risonatori nanoelettromeccanici per filtrare e generare direttamente segnali radio. Al momento, questo deve essere fatto con vari tipi di tecniche di miscelazione. Il problema è che i dispositivi nanoelettromeccanici soffrono tutti di capacità parassita, che tende a soffocare i segnali che interessano i fisici alle radiofrequenze.
Xu e co affermano che il loro dispositivo a fogli di grafene è immune da questo perché il suo design fa sì che gli effetti della capacità parassita si annullino essenzialmente. E lo dimostrano usando il loro dispositivo per rilevare un segnale a radiofrequenza a 33,27 MHz.
Il dispositivo ha il potenziale per fare molto meglio, dicono. I fogli di grafene sono due ordini di grandezza meno massicci di dispositivi simili fatti di silicio e quindi possono misurare segnali a frequenze molto più elevate. Xu e co affermano che con fogli più piccoli, dovrebbero essere in grado di misurare i segnali nella gamma dei GHz.
Questo è il tipo di velocità che interesserà i produttori di telefoni cellulari e altri comunicatori a radiofrequenza.
Naturalmente, prima di allora, dovranno essere risolti vari problemi. Non ultimo è come realizzare trampolini di grafene su ordinazione. Xu e compagni li hanno presi con le pinzette. Questo non va bene per nessun tipo di produzione di massa.
Poi c'è il problema del raffreddamento. Il nuovo dispositivo funziona a 77 K, quindi la sua temperatura operativa dovrà essere aumentata prima di poter essere utilizzata nei dispositivi consumer. Tuttavia, nessuno di questi problemi sembra uno spettacolo.
I fisici conoscono le straordinarie proprietà del grafene da circa un decennio ormai. Hanno persino previsto che prenderà d'assalto il mondo della microelettronica. Ciò che nessuno ha davvero apprezzato è la rapidità con cui ciò sarebbe accaduto. Ora lo stiamo scoprendo.
Rif: arxiv.org/abs/1012.4415 : Trasduzione elettrica a radiofrequenza di risonatori meccanici al grafene