211service.com
Tre-vejs transistorer
Kilde: Triple-mode enkelt-transistor grafenforstærker og dens applikationer
Kartik Mohanram et al.
ACS Nano 4: 5532-5538
Tredobbelt tid: Denne enkelt-transistor forstærker, en stribe grafen krydset af metalelektroder, gør med en transistor, hvad der nu kræver mange.
Resultater: Forskere byggede en enkelttrins grafentransistorforstærker og demonstrerede, at den kan udføre tre funktioner i én: den kan lede positiv ladning, negativ ladning eller begge dele samtidigt. Enheden kan kode en datastrøm ved at ændre frekvensen eller fasen af et signal - en opgave, der normalt kræver flere transistorer i et kredsløb.
Denne historie var en del af vores januar 2011-udgave
- Se resten af problemet
- Abonner
Hvorfor det er vigtigt: Tidligere forskning i grafen har i høj grad fokuseret på, hvor hurtigt det leder elektrisk ladning; grafentransistorer er 10 eller flere gange så hurtige som siliciumtransistorer. Det nye arbejde viser, at de også har andre fordele. Fordi en enkelt grafentransistor kan udføre arbejdet med flere siliciumtransistorer, kan grafen integreres i mere kompakte chips til trådløse telekommunikationsenheder, såsom RFID-tags og Bluetooth-headset.
Metoder: Forskere ved Rice University antog, at en grafentransistor med tre elektriske terminaler, de strukturer, der styrer og leder strøm, kunne betjenes på en sådan måde, at transistoren ville skifte mellem tilstande, hvor den leder positiv ladning, negativ ladning og begge dele. Ved at bruge standardteknikker til fremstilling af grafenkredsløb fremstillede forskere ved University of California, Riverside, kredsløbene ved at tilføje metalelektroder og en off-chip modstand til et lille stykke enkeltlags grafen. Tests viste, at den resulterende enkelttrinsforstærker opførte sig som forudsagt, skiftende tilstande, når forskellige spændinger blev påført. Enheden kunne også fungere som en forstærker i almindelige metoder til at transmittere data gennem digital modulation af et referencesignal.
Næste skridt: Forskerne forsøger nu at integrere flere grafentransistorer i et kredsløb til mere komplekse applikationer.
Mere strøm pr. foton
Forskere demonstrerer en måde at omdanne mere af energien i lys til elektricitet
Kilde: Multiple Exciton Collection i et sensibiliseret solcelleanlæg
Bruce Parkinson et al.
Science 330: 63-66
Resultater: Forskere skabte en solcelle, der var i stand til at indsamle flere elektroner for hver absorberet højenergifoton, og de formåede at måle elektronoutputtet direkte.
Hvorfor det er vigtigt: Selvom forskere støt har øget mængden af elektricitet, som solceller kan producere, står de over for fundamentale grænser pålagt af fysikken i at konvertere fotoner til elektroner i halvledermaterialer. Konventionelle solceller konverterer kun én bølgelængde af lys effektivt; enten undlader de at absorbere andre bølgelængder af lys, eller også smider de ekstra energi væk som varme. Forskerne har vist, at det er muligt at fange noget af denne ekstra energi ved at overføre energien i hver højenergifoton til mere end én elektron. Fremgangsmåden kunne bruges til at producere ultraeffektive, men alligevel billige solceller.
Metoder: Selvom andre forskere havde bekræftet, at en fotons energi kan overføres til mere end én elektron, havde ingen direkte målt dette fænomen i en solcelle, fordi de ekstra elektroner er for kortlivede. I dette tilfælde brugte forskerne imidlertid halvledende nanokrystaller kaldet kvanteprikker som det aktive solcellemateriale, og modificerede deres overfladekemi for at skabe en stærk binding mellem dem og et halvledende oxidkrystalsubstrat. Bindingen gjorde det muligt for elektronerne at bevæge sig hurtigt fra kvanteprikkerne ind i halvlederen, hvor de blev målt som strøm.
Næste skridt: Det aktive materiale i kvantepriktestcellerne er så tyndt, at næsten alt lys passerer uabsorberet igennem det. Forskerne foreslår at løse dette problem ved at tilføje et tyndt lag af det til et ekstremt porøst materiale med et stort overfladeareal. Forskerne arbejder også med forskellige typer kvanteprikker, der har potentialet til at absorbere og konvertere mere lys.