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nature:石墨烯再秀潜能,未来电子器件速度可提升千倍

北极蚊子 2018-9-14 14:14

一直以来,石墨烯都被誉为新时代中的超级材料。如今,于9月10日发表在国际学术期刊《自然》的论文表明,石墨烯又添加了一项光辉成就。

新实验表明,作为单层碳原子结构的石墨烯可以将千兆赫频率的电子信号转换为更高频率的太赫兹信号。也就是说,我们每秒钟所传输的信息量将是以前的1000倍。

通常,要制造太赫兹范围内的电磁波可以说难比登天。毕竟,传统的硅基电子设备难以处理这种高频信号。但基于石墨烯的设备则可以实现。研究人员在论文中表示,这些未来电子设备的工作速度将远远高于我们现今的设备。

来自德国杜伊斯堡 - 埃森大学的物理学家德米特里等人通过注射一层原子厚度的300千兆赫辐射的材料,对石墨烯产生太赫兹的能力进行了测试。当这些电磁波撞击到石墨烯时,材料中的电子迅速升温并随后冷却,释放的电磁波频率高达输入辐射的七倍。

“这是石墨烯材料的又一个惊人结果,”渥太华大学物理学家里谢夫表示。在此之前,石墨烯这种二维材料已经因其非凡的能力而被誉为超级材料,它能够在特定条件下实现超导,电子可自由通过,畅通无阻。

此次实验中,石墨烯材料分别将原本300千兆赫信号的千分之一,万分之一和十万分之一转换成0.9,1.5和2.1太赫兹的波。魁北克市国家科学研究所的物理学家尾崎表示,这些转换率可能看起来很小,但对于单层原子而言,它的转化率已经非常高。

基于石墨烯的计算机组件将能够在太赫兹水平工作,这将用于非常先进的高效能计算机中。同时,石墨烯也将可以用来制造极高速的纳米器件。

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