Najmniejsze radio FM ma wymiary liczone w mikrometrach

O grafenie napisaliśmy na benchmarku już niejeden news. Jednakże nie mieliśmy okazji pisać o idei, przy której realizacji grafen jest niezastąpiony. A przynajmniej trudno byłoby odtworzyć dany układ za pomocą makroskopowych konstrukcji. Mowa o radiu FM, w tym przypadku pracującym na częstotliwości około 100 MHz. Własności elektromechaniczne grafenu wykorzystano do skonstruowania oscylatora zachowującego się podobnie jak makroskopowy generator fal sterowany napięciem (VCO), który jest wykorzystywany między innymi w nadajnikach radiowych.

Grafenowe radio FM zawdzięczamy pomysłowości profesorów James Hone'a i Kennetha o Sheparda. Wykorzystali oni własności struny grafenowej, która daje się w dużym stopniu rozciągać, a przez to umożliwiać modulację nośnej częstotliwości drgań. Naukowcy zawiesili pasek grafenu o długości około 2-4 mikrometrów tuż nad metalową elektrodą. Po przyłożeniu napięcia do elektrody grafen zostaje do niej przyciągnięty, naciągając jednocześnie swoją strukturę. Podobnie dzieje się z hamakiem gdy ktoś na nim usiądzie. Im większe napięcie tym silniejsze przyciąganie i wyższa częstotliwość drgań grafenowego paska.

Następnie wykorzystując próbki dźwięku spróbowali oni nadać sygnał za pomocą tak skonstruowanego oscylatora. Efekt był jak najbardziej pozytywny. Sygnał został odebrany przez zwykłe radio. Oczywiście jakość przekazu odbiegała od tego (tak skonstruowany oscylator jest bardzo wrażliwy na szumy elektryczne), do czego jesteśmy przyzwyczajeni, ale pierwszy krok został poczyniony. Poniżej próbka grafenowego Gangnam Style.

Konstruktorzy mikroskopijnego generatora VCO pracują teraz nad zmniejszeniem szumów. Nie przewidują, że takie konstrukcje znajdą zastosowanie w każdej dziedzinie życia. Jednak technologia NEMS (nano electromechanical systems) może być praktyczniejsza niż MEMS (mikro elektromechanical systems) na przykład w mobilnych urządzeniach o wysokiej skali integracji.

Źródło: Nature