«Терабит в секунду – это просто огромная полоса пропускания радиоканала. В настоящее время, если Вы используете беспроводную сеть для передачи данных от одного компьютера к другому, то для копирования информации достаточно большого объема потребуется значительное время, исчисляющее минутами в лучшем случае, а в худшем – часами. Но если у вас будет наша новая антенна, то все это займет только секунды времени» – рассказывает Иэн Акиилдиз (Ian Akyildiz), директор лаборатории широкополосных беспроводных сетей Georgia Tech.
Скорость передачи около одного терабита в секунду может быть получена с помощью графеновой антенны на расстоянии между обменивающимися устройствами до одного метра. Такая скорость позволит передать около 10 фильмов в высоком качестве всего за одну-две секунды времени.. Но на более коротком расстоянии, на расстоянии в несколько сантиметров, скорость передачи информации теоретически может достигнуть значения в 100 терабит в секунду.
Напомним, что графен – это особая форма углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом. Благодаря такой необычной структуре материал обладает уникальными химическими, физическими и электрическими свойствами, в том числе и высокой электропроводностью. При движении через графен электроны встречают в 50–500 раз меньше сопротивления, нежели чем при движении через кремний. Для того чтобы сделать графеновую антенну исследователи из Georgia Tech сначала изготовили графеновые полосы, шириной от 10 до 100 нанометров и длиной в 1 микрометр. Такие габариты излучающих элементов антенны позволяют ей эффективно работать в терагерцовом диапазоне, длина волны которого сопоставима с размерами антенны. Электромагнитные волны терагерцового диапазона эффективно взаимодействуют с плазмонами, колебаниями свободных электронов на поверхности материала, что позволяет осуществить передачу и прием информации.
Графеновые антенны могут послужить не только для организации сверхбыстродействующей беспроводной связи между различными устройствами, они рассматриваются также и в свете организации беспроводной связи между наноразмерными компонентами одного и того же чипа. «Антенны, изготовленные из графена, могут быть изготовлены в размерах, намного меньших, чем размеры металлических или кремниевых антенн со схожими характеристиками. Размеры графеновых антенн могут составлять от нескольких микрометров до нескольких нанометров, что позволит включать их в состав очень маленьких устройств» – рассказывают исследователи.
Конечно у группы исследователей впереди еще масса нерешенных проблем. Антенны не работают одни, для работы приемно-передающего тракта требуются генераторы сигнала, детекторы, усилители и фильтры, элементы, которые так же должны стать малогабаритными и которые должны работать на высоких частотах для того, чтобы стать одним единым законченным устройством.
Необычность используемого материала, графена, требует особых технологических методов и приемов. Особенно непредсказуемым графен становится в точках соприкосновения с другими материалами. Поэтому сейчас исследователи разрабатывают методы изготовления графеновой антенны, которые годятся для внедрения в промышленное производство.
Исследователи обещают, что готовые графеновые антенны будут продемонстрированы к концу этого года, а позже начнется разработка других компонентов для высокоскоростных приемно-передающих устройств.
2 393
