Des chercheurs de l'UC Riverside Bourns College of Engineering ont construit et testé avec succès un amplificateur à base de graphène qui pourrait conduire à des circuits plus efficaces dans les puces électroniques, tels que ceux utilisés dans les casques Bluetooth et les dispositifs de collecte de péage dans les voitures.

Graphène, un cristal de carbone épais d'un seul atome, a été isolé pour la première fois en 2004 par Andre Geim et Konstantin Novoselov, qui a remporté le prix Nobel de physique ce mois-ci pour ce travail. Le graphène a de nombreuses propriétés extraordinaires, y compris une conductivité électrique et thermique supérieure, résistance mécanique et absorption optique unique.

La démonstration à l'UCR de l'amplificateur au graphène avec des fonctions de traitement du signal est une avancée majeure dans la technologie du graphène car il s'agit d'une transition des dispositifs individuels au graphène aux circuits et puces au graphène, dit Alexandre Balandine, professeur d'électrotechnique, qui a effectué le travail avec un étudiant diplômé et des chercheurs de l'Université Rice.

L'amplificateur triple mode à base de graphène présente des avantages par rapport aux amplificateurs construits à partir de semi-conducteurs conventionnels, comme le silicium, dit Balandin, qui est également président du programme UC Riverside Materials Science and Engineering. L'amplificateur au graphène révèle une plus grande fonctionnalité et une vitesse plus rapide en raison de l'ambipolarité électrique du graphène (conduction du courant par des charges négatives et positives).

Il peut être commuté entre différents modes de fonctionnement par un simple changement de tension appliquée. Ces caractéristiques devraient se traduire par des puces plus simples et plus petites, une réponse plus rapide du système et une consommation d'énergie moindre.

La démonstration expérimentale de la fonctionnalité de l'amplificateur au graphène a été publiée la semaine dernière dans le journal ACS Nano .

La fabrication et les tests expérimentaux ont été effectués dans le laboratoire de nano-dispositifs de Balandin. Les co-auteurs de l'article sont Guanxiong Liu, l'un des étudiants diplômés de Balandin, Kartik Mohanram, professeur assistant à l'Université Rice, et Xuebei Yan, l'un des étudiants diplômés de Mohanram.

Les chercheurs de l'Université Rice ont conçu l'amplificateur et le protocole de test. Liu a construit l'appareil dans la salle blanche de l'UCR. Liu et Yan ont ensuite testé l'amplificateur dans le laboratoire de Balandin.

L'amplificateur triple mode peut être chargé à tout moment pendant le fonctionnement dans les trois modes :positif, négatif ou les deux. En combinant ces trois modes, les chercheurs ont démontré que l'amplificateur peut obtenir la modulation nécessaire pour la modulation par déplacement de phase et la modulation par déplacement de fréquence, qui sont largement utilisés dans les applications sans fil et audio.

Ces applications incluent :les casques Bluetooth pour téléphones portables; identification par radiofréquence (RFID), qui est utilisé dans les produits sans fil, y compris les dispositifs de péage dans les voitures, les cartes utilisées pour payer les transports en commun et les étiquettes d'identification sur les animaux ; et ZigBee, un protocole de communication utilisé dans des appareils tels que des interrupteurs d'éclairage sans fil avec des lampes et des compteurs électriques avec affichage à domicile.