Alkatrészek

Az IBM nanotechnológiája javíthatja a mobiltelefonokat

Az innováció évszázada - Mérföldkövek - 100 éves az IBM

Az innováció évszázada - Mérföldkövek - 100 éves az IBM
Anonim

A nanotechnológia egy nap kibővítheti a mobiltelefon hatósugarát, miközben javíthatja az akkumulátor élettartamát, ha egy prototípusú tranzisztor az IBM-től piacra kerül.

A vállalat kutatói a nanotechnológiát alkalmazzák olyan jövőbeli generációs vezeték nélküli adó-vevők létrehozására, amelyek sokkal érzékenyebbek, ma telefonon. Ők is készülnek a kevésbé drága anyag, az IBM szerint. A fogás az, hogy az új chipek valószínűleg nem fognak a fogyasztók kezébe újabb öt-tíz évig.

A DARPA által támogatott tudósok (a US Defense Advanced Research Projects Agency) prototípusú tranzisztort építettek az új anyag, úgynevezett grafén. Ez a grafit egy olyan formája, amely egyetlen rétegből álló szénatomot tartalmaz, amely egy méhsejt mintában van elhelyezve. A grafén struktúrája lehetővé teszi az elektronok számára, hogy nagyon gyorsan haladjanak keresztül, és nagyobb hatékonyságot nyújt, mint a meglévő transzceiver chip-anyagok, mondta Yu-Ming Lin, a New York-i Yorktown Heights-i kutatószemélyzet tagja. A projekt része a DARPA CERA-nak (Carbon Electronics for Radio Frequency Applications).

[További olvasmány: A legjobb Android-telefonok minden költségvetéshez.]

Az IBM bejelentette, hogy csütörtökön a kutatók 26 GHz-es frekvenciát értek el a grafén-transzisztorok prototípusán. A tesztben használt tranzisztorok 150 nanométeres kapuhosszúságúak voltak, és a kutatók egy 50nm-es kapuhosszúságra törekedtek, amely lehetővé teszi az 1THz fölötti frekvenciákat.

Ezek a frekvenciák jóval meghaladják a mobilhálózatok által ma használt értékeket. Lehet, hogy katonai és orvosi célokra használják az 1THz feletti frekvenciákat, például rejtett fegyvereket látnak, vagy kémiai röntgenfelvételeket használnak orvosi képalkotás nélkül, mondta Lin. A röntgensugárral ellentétben a terahertz-tartományban a frekvenciák alacsonyabbak a látható fény gyakoriságánál, így nem lenne ugyanaz a sugárzási veszély, mondja.

De a hagyományos frekvenciákon a grafénalapú adó-vevők mindkét a mobiltelefonok és a bázisállomások érzékenyebbek és jobban képesek felvenni a gyenge jeleket. A kulcs a jel-zaj viszony, vagy képes megkülönböztetni a rádiójelet a többi hullámtól. Egy adott távolságon a jobb jel / zaj arányú telefon jobban kihasználhatja a legközelebbi toronyból érkező jelet. Az érzékenyebb telefon olyan helyeken is működhet, ahol a mai telefonok nem képesek, mondta Lin. Ráadásul a grafén zsetonok kevesebb energiát fogyasztanak, mint a mai mobiltelefonok, így az akkumulátorok tovább élhetnek, mondta Lin.

Számos speciális anyagot használtak nagyfrekvenciás rádiókban, köztük gallium-arzenid, germánium és indium-foszfid. A grafén egy kevésbé drága alternatíva, amely magasabb frekvencián működhet, mint ezek, mondta. Ez egy kétdimenziós, szénből készült anyag, amelyet Lin egy nem csomagolt nanocsőhöz hasonlít.

A mobiltelefon-gyártók határozottan arra törekszenek, hogy jobb jeleket és hosszabb akkumulátor-élettartamot biztosítsanak a felhasználóknak, valamint csökkentsék a költségeket "- mondta Gartner elemző Stan Bruederle. Valójában a mobilszolgáltatókat arra kényszerítik, hogy több bázisállomást helyezzenek el ahhoz, hogy elég közel kerüljenek ahhoz, hogy az előfizetők a 3G (harmadik generációs) szolgáltatásokat kereső nagy adatátviteli sebességeket szállítsák. Az érzékenyebb rádiók megkönnyíthetik ezt a terhet. De nincs semmi garancia arra, hogy a legjobb megoldás a grafén zsetonokra ugrik, Bruederle szerint.

Jelenlegi trend az, hogy a meglévő CMOS (kiegészítő fém-oxid félvezető) technológiát alkalmazza az adó-vevők számára, és integrálja őket más mobiltelefon-komponensekkel egy chip. Ez csökkenti a költségeket a nagy mennyiségű chip technológia integrálásán és használatán keresztül, mondta Bruederle. Ezzel szemben a grafén valószínűleg 10 évnél rövidebb időre nem tudna piacra dobni, azt mondta: "Nyilvánvaló, hogy a CMOS néhány kihívással szembesül", és továbbra is magasabb teljesítményt ér el, mondta Bruederle. "De a mérnökök elképesztően innovatívak, ez egy mozgó cél."

(Agam Shah jelentése San Franciscóban.)