211service.com
Sintonización de radio nanotubos
Los nanotubos de carbono han sido durante mucho tiempo un competidor para los futuros dispositivos electrónicos debido a su potencial para reducir el tamaño de los componentes y sus excelentes propiedades electrónicas. Pero la construcción de circuitos prácticos a partir de nanotubos de carbono ha resultado ser un desafío. Ahora, los investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign informan que han creado electrónica analógica de radiofrecuencia escalable en la que todos los dispositivos basados en transistores, incluidas las antenas y los amplificadores, están construidos con transistores de nanotubos.
Transistor radio: Una micrografía muestra una matriz de transistores de cuatro nanotubos.
El objetivo es establecer a los nanotubos de carbono como un competidor realista con la electrónica analógica convencional, dice John Rogers , profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Illinois. Rogers encontró una forma novedosa de hacer transistores utilizando matrices paralelas de nanotubos. (Véase Un gran avance en transistores de nanotubos). A modo de demostración de la capacidad de utilizar el método en electrónica, ha creado un receptor de radio del cual cada uno de los componentes activos se crea a partir de nanotubos. Para probar la electrónica, los investigadores dicen que sintonizaron la radio de nanotubos en una estación comercial en Baltimore para escuchar el informe de tráfico.
Es un avance muy significativo, dice Peter Burke , jefe del grupo de nanotecnología de la Universidad de California, Irvine. Han podido fabricar el primer amplificador de radiofrecuencia con nanotubos.
De hecho, otros grupos ya han demostrado el uso de nanotubos individuales en circuitos de radio. (Consulte La radio más pequeña del mundo). Lo que hemos hecho es un poco diferente, dice Rogers. La investigación anterior ha implicado el uso de un solo nanotubo de carbono para actuar como receptor de radio. En nuestras radios, cada componente activo se basa en nanotubos, hasta el punto en que se conectan los auriculares, dice.
Multimedia
Vea un esquema y una electromicrografía de la tecnología.
Escuche una grabación de la radio usando la nano radio.
El empleo de nanotubos individuales de esta manera normalmente no sería factible debido a las corrientes relativamente altas que se utilizan en circuitos analógicos, como los amplificadores. Para evitar esto, los nanotransistores de Rogers consisten en arreglos de miles de nanotubos en paralelo, de tal manera que esparcen la corriente, mientras se comportan colectivamente como un material semiconductor.
Rogers dice que el método de fabricación utilizado para construir el análogo se presta a los procesos de fabricación actuales. Con estos arreglos, podemos construir nuestros dispositivos, arreglos de dispositivos y circuitos integrados en secuencias de procesamiento a escala de obleas que son totalmente compatibles con los enfoques establecidos para construir dispositivos semiconductores, dice Rogers.
Un factor crucial en la fabricación de estos transistores radica en la capacidad de Rogers para hacer crecer los nanotubos de carbono en matrices tan uniformes. Pero al hacer crecer los nanotubos en un sustrato de cuarzo monocristalino, utilizando un proceso de deposición de vapor químico estándar, Rogers y sus compañeros de trabajo pudieron fabricar matrices alineadas que son completamente paralelas, dice.
Una vez que las matrices han crecido, Rogers fabrica un transistor utilizando técnicas de patrones existentes para colocar electrodos de origen y drenaje en ambos extremos de todos los nanotubos, y colocando una puerta a lo largo de su ancho colectivo. A partir de ese momento, el proceso es como hacer silicio en dispositivos aislantes, dice Rogers.
A medida que los transistores de silicio se vuelven más pequeños, las limitaciones inherentes se vuelven más críticas, dice Alex Zettl , físico de la Universidad de California, Berkeley. Los nanotubos como material son un material alternativo interesante para formar transistores extremadamente pequeños y estables, dice.
Pero mientras que el interés original en los nanotubos para la electrónica residía en su tamaño nanométrico, ha habido un interés creciente en su uso para dispositivos electrónicos analógicos, dice Burke. Ahora hay predicciones de que los nanotubos realmente superarán a los transistores analógicos convencionales, dice.
La radio de Rogers es relativamente grande, y cada transistor consta de miles de nanotubos de carbono. Pero dice que hay mucho espacio para reducirlos, sobre todo porque hay espacios relativamente grandes entre algunos de los nanotubos. Por lo tanto, debería ser posible empaquetarlos más densamente. Lo ideal sería que los nanotubos estuvieran uno al lado del otro, dice Rogers. Él y sus colegas ahora están trabajando en la creación de circuitos integrados que contengan hasta 100 de estos transistores.