实时•全面•专业

Prompt•Overall•Professional

学术研究

战略动态 > 学术研究

新型微型石墨烯通信装置或可引领纳米物联网

2016-11-04 238浏览 标签: 纳米物联网微型石墨烯
无线通信使用的是被称为无线电波的电磁波谱区域,随即技术的发展,无线通信越来越高效,无线通信设备数量激增,需要传输的数据也越来越大,然而无线通信的带宽问题却一直没有解决。这一问题的解决方案或许是一个近在眼前但基本未被开发的电磁波谱区域,也即是太赫兹波段(terahertz band)。纽约州立大学布法罗分校2016年11月2日宣布,他们开发了一种实用太赫兹波段的石墨烯通信装置。
   该项研究是美国空军科学研究办公室投资进行的一项旨在开发使用太赫兹波段的无线通信网络的项目,该项研究的项目负责人是纽约州立大学布法罗分校的助理教授Josep Jornet。

   研究人员的工作集中于开发由石墨烯与半导体材料制备的超小型无线电通信系统,以实现短距离高速度通信。此项技术将能够极大地减少完成复杂数据传输任务所需要的时间,例如在电脑间传输文件时,其耗时从数小时变成数秒。其他潜在用途包括可植入人体传感器以及放置在旧桥,污水区以及其他公共区域的纳米传感器,使其能提供超高解析度的数据流,而这就是所谓纳米物联网的实例。

   石墨烯基无线通信装置可以克服太赫兹波段通信存在的一个问题:不能在长距离保持谱线密度(power density)。之前的研究中,研究者们已经证实,10-100nm宽,1μm长的石墨烯天线与砷化铟镓之类的半导体材料结合之后可以传输和接受太赫兹波,其无线通信速度大于太比特每秒。但要让这种通信装置走出实验室,其天线需要其他电子组件,例如在同样环境下工作的生成器与探测器。这正是Jornet和他的同事们的专注的领域。

   Jornet表示,数千乃至上百万这种无线电装置形成的的阵列可以让太赫兹波传播到更远的距离。有了这种通信装置,纳米传感器可以嵌入到物体中,例如墙壁与路标,或者芯片和其他电子组件上,最终形成纳米物联网。


图 石墨烯基纳米天线(蓝色方块和红点)排布在芯片上的示意图

留言(0)