ساخت کوچک‌ترین فرستنده رادیویی اف ام جهان

کد خبر: ۳۵۹۰۰۳

تاریخ: ۲۹ آبان ۱۳۹۲ - ۱۶:۰۰

مهندسان موفق به ساخت کوچک‌ترین فرستنده رادیویی اف ام جهان شدند.

به گزارش ایسنا، تیمی از مهندسان دانشگاه کلمبیا به رهبری پروفسور جیمز هون و کنت شپارد با استفاده از ویژگی‌های خاص گرافن، سیستم نانومکانیکی ابداع کرده‌اند که سیگنال‌های اف ام تولید می‌کند.

هون در این رابطه گفت: این موفقیت نشان‌دهنده کاربرد گرافن است که با استفاده از مواد معمول حائز نمی‌شود و همچنین نخستین گام در پیشرفت‌دادن پردازش وایرلس سیگنال و طراحی تلفن‌های همراه فوق نازک و کارآمد است.

وی افزود: ابزار ما بسیار کوچک‌تر از دیگر منابع سیگنال‌های رادیویی است و می‌تواند بر روی همان تراشه‌ای که جهت پردازش داده به کار می‌رود، قرار داده شود.

گرافن (یک لایه اتمی منفرد کربن) مستحکم‌ترین ماده شناخته‌شده است و دارای ویژگی‌های الکتریکی ترجیحی نسبت به سیلیکونی است که برای ساخت تراشه‌های موجود در ابزار الکترونیکی مدرن به کار می‌رود.

ترکیب این ویژگی‌ها گرافن را به ماده‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های نانوالکترومکانیکی (NEMS) تبدیل می‌کند.

این سیستم‌ها، نمونه‌های کوچک‌تر از سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) هستند که به طور گسترده‌ای برای حس‌کردن ارتعاش و شتاب‌دهی به کار می‌روند.

در مطالعه جدید، تیم علمی از "کشش‌پذیری" مکانیکی گرافن برای تنظیم فرکانس بازدهی نوسانگر سفارشی‌شان استفاده کردند و نسخه‌ای نانومکانیکی از یک جزء الکترونیکی موسوم به نوسانگر ولتاژ کنترل‌شده (VCO) را تولید کردند.

هون مدعی است با یک VCO، تولید یک سیگنال فرکانس مدوله‌شده (FM) به راحتی امکان‌پذیر است.

تیم علمی از NEMS گرافنی را ساختند که فرکانس آن حدود 100 مگاهرتز است. این میزان درست در وسط باند رادیویی اف ام (87.7 تا 108 مگاهرتز) قرار دارد.

محققان از سیگنال‌های موزیکال با فرکانس پایین برای مدوله‌کردن سیگنال حامل 100 مگاهرتز از گرافن استفاده کردند و سپس دوباره سیگنال‌های موزیکال را با استفاده از گیرنده رادیویی اف ام معمولی بازیابی کردند.

گفته می‌شود، NEMS گرافن بسیار فشرده بوده و به آسانی با انواع دیگر ابزار الکترونیکی یکپارچه می‌شود و فرکانس آن‌ می‌تواند به دلیل شدت مکانیکی فوق‌العاده گرافن در طیفی وسیع تنظیم شود.

هون و همکارانش هم‌اکنون در حال ارتقای عملکرد نوسانگرهای گرافن با نویز پایین‌تر هستند.

همزمان آن‌ها در تلاش برای نشان‌دادن یکپارچگی NEMS گرافن با مدارهای یکپارچه سیلیکونی و فشرده‌تر کردن طراحی نوسانگر هستند.

جزئیات این مطالعه در Nature Nanotechnology منتشر شد.