IBM Nanotechnology может улучшить сотовые телефоны

Нанотехнология может когда-нибудь расширить диапазон вашего сотового телефона, улучшив его срок службы батареи, если прототип транзистора из IBM выйдет на рынок.

Исследователи из компании используют нанотехнологии для создания будущего поколения беспроводных приемопередатчиков, которые гораздо более чувствительны, чем те, которые были найдены в телефонах сегодня. По словам IBM, они также будут сделаны с менее дорогим материалом. Уловка состоит в том, что новые чипы, вероятно, не будут попадать в руки потребителей еще на пять или десять лет.

Ученые, спонсируемые DARPA (Агентством США по продвижению перспективных исследований США), создали прототипные транзисторы с новым материал, называемый графеном. Это форма графита, состоящая из одного слоя атомов углерода, расположенных в сотовом узоре. Структура Graphene позволяет электронам путешествовать через нее очень быстро и придает ей большую эффективность, чем существующие материалы для чипов приемопередатчиков, сказал Юй-Мин Лин, сотрудник исследовательского отдела IBM в Йорктаун-Хайтс, Нью-Йорк. Проект является частью программы DARPA CERA (Carbon Electronics for radio-frequency applications).

[Читать дальше: Лучшие телефоны Android для каждого бюджета.]

IBM объявила в четверг, что исследователи достигли частоты 26 ГГц на прототипных графеновых транзисторах. Транзисторы, используемые в тесте, имели длину затвора 150 нанометров, и исследователи стремятся к длине ворот 50 нм, что позволит использовать частоты выше 1 Гц.

Эти частоты намного выше того, что используют сотовые сети сегодня. По словам Лина, могут существовать военные и медицинские применения для частот выше 1 Гц, например, видя скрытое оружие или делать медицинские снимки без использования вредных рентгеновских лучей. В отличие от рентгеновского излучения, частоты в терагерцовом диапазоне будут ниже частоты видимого света, поэтому он не будет иметь одинаковую радиационную опасность, сказал он.

Но на обычных частотах приемопередатчики на основе графена могут сотовые телефоны и базовые станции более чувствительны и лучше способны воспринимать слабые сигналы. Ключ является отношением сигнал / шум или может отличать радиосигнал от других волн вокруг него. На определенном расстоянии телефон с лучшим отношением сигнал / шум может лучше использовать сигнал, доступный с ближайшей башни соты. Более чувствительный телефон может даже работать в тех областях, где сегодняшние телефоны не могут, сказал Лин. По словам Лина, кристаллы графена потребляют меньше энергии, чем сегодняшние сотовые телефоны.

В высокочастотных радиоприемниках использовались несколько специализированных материалов, в том числе арсенид галлия, германий и фосфид индия. Графен - более дешевая альтернатива, которая может работать на более высоких частотах, чем это, сказал он. Это двухмерное вещество, изготовленное из углерода, которое Лин по сравнению с развёрнутой нанотрубкой.

Производители сотовых телефонов определенно стремятся дать пользователям лучшие сигналы и увеличить срок службы батареи, а также сократить расходы, сказал аналитик Gartner Stan Брюдерло. Фактически, мобильные операторы вынуждены устанавливать больше базовых станций, чтобы приблизиться к подписчикам, чтобы обеспечить высокую скорость передачи данных, которую они ищут, с услугами третьего поколения (3G). Более чувствительные радиостанции могут облегчить эту нагрузку. Но нет никакой гарантии, что они будут прыгать на чипы графена в качестве лучшего решения, сказал Брудерле.

Текущая тенденция заключается в использовании существующей технологии CMOS (комплементарного металлооксидного полупроводника) для приемопередатчиков и интеграции их с другими компонентами сотового телефона в один chip. Это снижает затраты благодаря интеграции и использованию технологии чипов большого объема, сказал Брудерле. Конфликт с таким процессом, графен, вероятно, не выйдет на рынок ближе к 10 годам, сказал он.

«Очевидно, что CMOS начинает сталкиваться с некоторыми проблемами», продолжая добиваться более высоких результатов, сказал Брудерле. «Но инженеры удивительно новаторские, это движущаяся цель».

(Дополнительная отчетность Агам Шаха в Сан-Франциско.)