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Transistor a tre vie
Fonte: Amplificatore in grafene a transistor singolo a tripla modalità e sue applicazioni
Kartik Mohanram et al.
ACS Nano 4: 5532-5538
Triplo tempo: Questo amplificatore a transistor singolo, una striscia di grafene attraversata da elettrodi metallici, fa con un transistor quello che ora ne richiede molti.
Risultati: i ricercatori hanno costruito un amplificatore a transistor al grafene a stadio singolo e hanno dimostrato che può svolgere tre funzioni in una: può condurre una carica positiva, una carica negativa o entrambe contemporaneamente. Il dispositivo può codificare un flusso di dati modificando la frequenza o la fase di un segnale, un'attività che di solito richiede più transistor in un circuito.
Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2011
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Perchè importa: La ricerca precedente sul grafene si è concentrata in gran parte sulla velocità con cui conduce la carica elettrica; i transistor al grafene sono 10 o più volte più veloci di quelli al silicio. Il nuovo lavoro dimostra che hanno anche altri vantaggi. Poiché un singolo transistor al grafene può svolgere il lavoro di più transistor al silicio, il grafene potrebbe essere integrato in chip più compatti per dispositivi di telecomunicazione wireless, come tag RFID e cuffie Bluetooth.
metodi: I ricercatori della Rice University hanno ipotizzato che un transistor al grafene con tre terminali elettrici, le strutture che controllano e conducono il flusso di corrente, potesse funzionare in modo tale che il transistor potesse passare da uno stato all'altro in cui conduce carica positiva, carica negativa ed entrambi. Utilizzando tecniche standard per realizzare circuiti in grafene, i ricercatori dell'Università della California, Riverside, hanno fabbricato i circuiti, aggiungendo elettrodi metallici e un resistore off-chip a un piccolo pezzo di grafene a strato singolo. I test hanno dimostrato che l'amplificatore a stadio singolo risultante si è comportato come previsto, cambiando stati quando sono state applicate tensioni diverse. Il dispositivo potrebbe anche fungere da amplificatore nei comuni metodi di trasmissione dei dati attraverso la modulazione digitale di un segnale di riferimento.
Prossimi passi: I ricercatori stanno ora tentando di integrare più transistor al grafene in un circuito per applicazioni più complesse.
Più potenza per fotone
I ricercatori dimostrano un modo per convertire più energia della luce in elettricità
Fonte: Raccolta di più eccitoni in un sistema fotovoltaico sensibilizzato
Bruce Parkinson et al.
Scienza 330: 63-66
Risultati: I ricercatori hanno creato una cella solare in grado di raccogliere più elettroni per ogni fotone ad alta energia assorbito e sono riusciti a misurare direttamente la produzione di elettroni.
Perchè importa: Sebbene i ricercatori abbiano costantemente aumentato la quantità di elettricità che le celle solari possono produrre, devono affrontare i limiti fondamentali imposti dalla fisica della conversione dei fotoni in elettroni nei materiali semiconduttori. Le celle solari convenzionali convertono in modo efficiente solo una lunghezza d'onda della luce; o non riescono ad assorbire altre lunghezze d'onda della luce o buttano via energia extra sotto forma di calore. I ricercatori hanno dimostrato che è possibile catturare parte di questa energia extra, trasferendo l'energia in ciascun fotone ad alta energia a più di un elettrone. L'approccio potrebbe essere utilizzato per produrre celle solari ultraefficienti ma poco costose.
metodi: Sebbene altri ricercatori avessero confermato che l'energia di un fotone può essere trasferita a più di un elettrone, nessuno aveva misurato direttamente questo fenomeno in una cella solare perché gli elettroni in più hanno vita troppo breve. In questo caso, tuttavia, i ricercatori hanno utilizzato nanocristalli semiconduttori chiamati punti quantici come materiale attivo delle celle solari, modificando la loro chimica superficiale per creare un forte legame tra loro e un substrato di cristalli di ossido semiconduttore. Il legame ha permesso agli elettroni di spostarsi rapidamente dai punti quantici al semiconduttore, dove sono stati misurati come corrente.
Prossimi passi: Il materiale attivo nelle celle di prova dei punti quantici è così sottile che quasi tutta la luce lo attraversa senza essere assorbita. I ricercatori suggeriscono di risolvere questo problema aggiungendone uno strato sottile a un materiale estremamente poroso con un'ampia superficie. I ricercatori stanno anche lavorando con diversi tipi di punti quantici che hanno il potenziale per assorbire e convertire più luce.