Grafen, Geleceğin Elektroniklerini Süper Hıza Kavuşturuyor

Grafen ile yapılan yeni deneyler, bu tek karbon atom katmanının, gigahertz frekanslarındaki elektronik sinyallerini, daha yüksek frekanslı terahertz sinyallerine dönüştürebileceğini göstermektedir. Bu, saniyede 1.000 kata kadar bilgi aktarabilir.

Terahertz serisindeki elektromanyetik dalgaların yaratılması oldukça zor ve konvansiyonel silikon bazlı elektronikler, bu yüksek frekanslı sinyalleri işlemede sorun yaşıyor. Ancak grafen tabanlı cihazlar bu çalışmalar için uygun. Bu geleceğin elektronik ürünlerinin bugünün cihazlarından çok daha hızlı çalışması demek.

Araştırmacıların bu çalışması 10 Eylül'de Nature dergisinde yayınlandı. Almanya'daki Duisburg-Essen Üniversitesi'nden fizikçi Dmitry Turchinovich ve meslektaşları, grafenlerin terahertz üreten girişimlerini, 300 gigahertz radyasyonlu bu atomu, kalın malzemeden oluşan bir tabakaya enjekte ederek test ettiler.

Ottawa Üniversitesi'nden Orad Reshef ‘’Bu elektromanyetik dalgalar, grafene çarptıklarında, malzemedeki elektronlar hızla ısıtılıp soğutulur ve gelen radyasyonun yedi katına kadar olan frekanslarla elektromanyetik dalgaları serbest bırakır. Bu, grafen için inanılmaz bir sonuçtur” diyor. 2-D malzeme, dirençsiz elektrik akım yapması ve olağanüstü yetenekler sergilemesinden ötürü süper malzeme olarak adlandırılıyor.

Quebec City'deki Ulusal Bilimsel Araştırma Enstitüsü'nün fizikçisi olan Tsuneyuki Ozaki ‘’Grafen orijinal 300 gigahertz sinyalinin binde biri, on binde biri ve yüz binde biri, sırasıyla 0.9, 1.5 ve 2.1 terahertz'de dalgalara dönüştü. Bu dönüşüm oranı küçük görünebilir, ancak tek bir atom tabakası için oldukça yüksek’’ diyor. Ozaki, terahertz ile uğraşabilen grafen tabanlı bilgisayar bileşenlerinin “Normal bir Macintosh ya da PC'de değil, yüksek işlem oranlarına sahip çok gelişmiş bilgisayarlarda da kullanılabilir. Bu iki boyutlu materyal, son derece yüksek hızlı nano cihazlar yapmak için de kullanılabilir” diyor.

Grafen, gelen gigahertz dalgalarını (siyah) alır ve bunları orijinal frekansın üç, beş ve yedi katı (sırasıyla kırmızı, yeşil ve mavi) olan terahertz aralığında dalgalara dönüştürür.

Çeviri: Esen Çiftçi

Kaynaklar
*https://www.sciencenews.org/article/how-graphene-could-make-future-electronics-superfast
*H.A. Hafez et al.  Extremely efficient terahertz high-harmonic generation in graphene by hot Dirac fermions.
Nature. Published online September 10, 2018. doi:10.1038/s41586-018-0508-1