I microchip del futuro sono in grafene

La scoperta è opera di un gruppo di ricercatori dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Hzdr) di Dresda, in Germania. Come dichiara Michael Gensch, capo del gruppo di ricerca High-field THz driven Phenomena, «Ora siamo in grado di fornire la prima prova diretta della possibilità di moltiplicare la frequenza dai GHz ai THz in una struttura di grafene e di generare segnali elettronici nel campo dei THz con notevole efficienza». Questo risultato è stato ottenuto presso Hzdr utilizzando la fonte di radiazioni ad altissima frequenza Telbe. Inoltre, una ricerca parallela condotta presso l’università di Duisburg-Essen (sempre in Germania) da un gruppo capitanato dal fisico professor Dmitry Turchinovich è riuscito a descrivere quantitativamente le misure ottenute, usando un semplice modello matematico basato sui principi della termodinamica.

Gli scienziati hanno usato nella struttura Telbe impulsi elettromagnetici tra 300 e 680 GigaHertz e li hanno convertiti, utilizzando il grafene, in impulsi elettromagnetici con tre, cinque e sette volte la frequenza iniziale, quindi nel range di frequenza dei TeraHertz. Il grafene è quindi probabilmente il materiale elettronico con la non linearità più forte finora conosciuta.

Il grafene potrebbe consentire di aumentare la frequenza di clock dei microprocessori del futuro, che attualmente – e ormai da qualche anno – non si discosta troppo da un valore vicino ai 5 GHz (5 miliardi di oscillazioni al secondo), a causa di raggiunti limiti fisici legati alla tecnologia attualmente utilizzata e alla necessità di mantenere sotto controllo temperature e consumi dei microprocessori.

Grazie all’utilizzo di micorchip in grafene si potrebbero raggiungere frequenze di clock dell’ordine dei TeraHertz, mille miliardi di oscillazioni al secondo. La rivoluzionaria scoperta dimostrata che l’elettronica basata sul carbonio può operare in modo estremamente efficiente a velocità ultraveloci e sono anche concepibili componenti ibridi ultraveloci fatti di grafene e semiconduttori tradizionali.


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