by
Một thí nghiệm mới phát hiện một lớp phân tử graphen có khả năng đẩy tốc độ truyền phát tín hiệu nhanh hơn 1000 lần, từ gigaherzt (GHz, 1 GHz tương đương tần số 1 tỉ Hz) đến teraherzt (THz). Tức là số tín hiệu truyền đi trong một giây sẽ nhiều hơn gấp một nghìn lần so với trước đây. Nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Nature.
Graphen hay graphene là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử carbon với liên kết sp2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Tên gọi của nó được ghép từ "graphit" (than chì) và hậu tố "-en" (tiếng Anh là "-ene"); trong đó chính than chì là do nhiều tấm graphen ghép lại.
Các sóng điện từ ở tần số teraherzt vô cùng khó tạo ra, cũng như khiến các linh kiện silicon truyền thống gặp rất nhiều khó khăn khi xử lý. Tuy nhiên, các thiết bị sử dụng nguyên liệu graphen không chỉ dễ dàng trong xử lý sóng teraherzt mà còn có tốc độ nhanh hơn rất nhiều các thiết bị hiện tại.
Nhà vật lý học Dmitry Turchinovich (ĐH Duisburg-Essen, Đức) cùng các cộng sự đã thử nghiệm khả năng sản sinh sóng teraherzt của graphen bằng cách truyền vào tấm graphene một bức xạ 300 GHz. Khi các bước sóng truyền tới, các electron trong phân tử graphen sẽ nóng lên và nguội đi nhanh chóng, giải phóng các bước sóng có tần số cao hơn sóng đi vào gấp 7 lần. Đây được coi là kì tích thứ hai mà graphene đã tạo ra. Graphene vốn đã được coi là một “siêu vật liệu” có những khả năng phi thường, ví dụ như dẫn dòng điện mà không cần điện trở.
Các tín hiệu 300 GHz chuyển đổi qua tấm graphen lần thứ thứ một nghìn, mười nghìn và trăm nghìn đã đạt được những tần số cực cao tương ứng là 0.9, 1.5 và 2.1 THz (1 THz= 1000 GHz). Tỉ lệ chuyển đổi này vẫn còn khá nhỏ nhưng xét trên điều kiện là một tấm kim loại đơn thì lại rất đáng kể.
Ảnh: Các bước sóng 300 GHz (màu đen) đi qua tấm graphen được chuyến hóa thành các bước sóng cấp terahertz cao gấp ba, năm và bảy lần (tương ứng: màu đỏ, lục, lam) tần số ban đầu.
Các linh kiện máy tính bằng graphen với tốc độ truyền thông tin ở mức teraherzt hứa hẹn được sử dụng trong các siêu máy tính với tốc độ xử lý rất cao và các thiết bị nano siêu tốc trong tương lai.
Ảnh: Một thí nghiệm mới cho thấy khả năng đặc biệt của graphen: biến đổi tín hiệu đầu vào (màu đỏ) thành các tín hiệu tần số cao hơn (màu vàng, lục, lam).
Graphen hay graphene là tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử carbon với liên kết sp2 tạo thành dàn tinh thể hình tổ ong. Tên gọi của nó được ghép từ "graphit" (than chì) và hậu tố "-en" (tiếng Anh là "-ene"); trong đó chính than chì là do nhiều tấm graphen ghép lại.
Các sóng điện từ ở tần số teraherzt vô cùng khó tạo ra, cũng như khiến các linh kiện silicon truyền thống gặp rất nhiều khó khăn khi xử lý. Tuy nhiên, các thiết bị sử dụng nguyên liệu graphen không chỉ dễ dàng trong xử lý sóng teraherzt mà còn có tốc độ nhanh hơn rất nhiều các thiết bị hiện tại.
Nhà vật lý học Dmitry Turchinovich (ĐH Duisburg-Essen, Đức) cùng các cộng sự đã thử nghiệm khả năng sản sinh sóng teraherzt của graphen bằng cách truyền vào tấm graphene một bức xạ 300 GHz. Khi các bước sóng truyền tới, các electron trong phân tử graphen sẽ nóng lên và nguội đi nhanh chóng, giải phóng các bước sóng có tần số cao hơn sóng đi vào gấp 7 lần. Đây được coi là kì tích thứ hai mà graphene đã tạo ra. Graphene vốn đã được coi là một “siêu vật liệu” có những khả năng phi thường, ví dụ như dẫn dòng điện mà không cần điện trở.
Các tín hiệu 300 GHz chuyển đổi qua tấm graphen lần thứ thứ một nghìn, mười nghìn và trăm nghìn đã đạt được những tần số cực cao tương ứng là 0.9, 1.5 và 2.1 THz (1 THz= 1000 GHz). Tỉ lệ chuyển đổi này vẫn còn khá nhỏ nhưng xét trên điều kiện là một tấm kim loại đơn thì lại rất đáng kể.
Các linh kiện máy tính bằng graphen với tốc độ truyền thông tin ở mức teraherzt hứa hẹn được sử dụng trong các siêu máy tính với tốc độ xử lý rất cao và các thiết bị nano siêu tốc trong tương lai.
Nguồn bài viết: Tạp chí Tia sáng
0 comments: