IBM đã tạo ra các bóng bán dẫn sử dụng vật liệu nano có thể dẫn đến độ phủ điện thoại di động tốt hơn và pin dài hơn…

Các nhà khoa học, được tài trợ bởi DARPA (Cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng Mỹ), đã chế tạo các bóng bán dẫn nguyên mẫu với vật liệu, gọi là graphene. Nó là một dạng than chì bao gồm một lớp nguyên tử cacbon được sắp xếp theo một mô hình tổ ong. Cấu trúc của graphene cho phép các electron đi qua nó rất nhanh và mang lại hiệu quả cao hơn so với các vật liệu chip thu phát hiện có, Yu-Ming Lin, một thành viên nghiên cứu của IBM tại Yorktown Heights, New York cho biết. Dự án là một phần của chương trình CERA (Carbon Electronics cho các ứng dụng tần số vô tuyến điện) của DARPA.

[Đọc thêm: Các điện thoại Android tốt nhất cho mọi ngân sách. IBM đã công bố thứ năm các nhà nghiên cứu đã đạt được tần số 26GHz trên các transistor graphene nguyên mẫu. Các bóng bán dẫn được sử dụng trong thử nghiệm có chiều dài cổng 150 nanomet, và các nhà nghiên cứu đang nhắm tới chiều dài cổng 50nm cho phép tần số trên 1THz.

Các tần số này vượt xa những gì mạng di động sử dụng ngày nay. Có thể có sử dụng quân sự và y tế cho các tần số trên 1THz, chẳng hạn như nhìn thấy vũ khí giấu hoặc làm hình ảnh y tế mà không sử dụng tia X có hại, Lin nói. Không giống như một tia X, tần số trong phạm vi terahertz sẽ thấp hơn tần số của ánh sáng khả kiến, do đó, nó sẽ không có những mối nguy hiểm bức xạ như nhau,

Nhưng ở tần số thông thường, các bộ thu phát dựa trên graphene có thể làm cho cả hai điện thoại di động và trạm gốc nhạy cảm hơn và có khả năng nhận tín hiệu yếu hơn. Khóa là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu hoặc có thể phân biệt tín hiệu radio với các sóng khác xung quanh nó. Ở một khoảng cách nhất định, điện thoại có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tốt hơn có thể tận dụng tốt hơn tín hiệu có sẵn từ tháp di động gần nhất. Một điện thoại nhạy cảm hơn thậm chí có thể hoạt động ở những nơi mà điện thoại ngày nay không thể, Lin nói. Ngoài ra, chip graphene tiêu thụ ít năng lượng hơn so với radio điện thoại di động ngày nay, vì vậy pin có thể tồn tại lâu hơn, Lin nói.

Một số vật liệu chuyên dụng đã được sử dụng trong các đài tần số cao, trong đó có gallium arsenide, germanium và indium phosphide. Graphene là một giải pháp thay thế ít tốn kém hơn có thể hoạt động ở tần số cao hơn so với những thay đổi này, ông nói. Nó là một chất hai chiều làm bằng carbon, mà Lin so với một ống nano chưa được tháo.

Các nhà sản xuất điện thoại di động chắc chắn đang nỗ lực để cung cấp cho người dùng tín hiệu tốt hơn và tuổi thọ pin lâu hơn, cũng như cắt giảm chi phí. Bruederle. Trên thực tế, các nhà khai thác di động đang buộc phải tăng thêm các trạm cơ sở để có đủ gần các thuê bao để cung cấp tốc độ dữ liệu cao mà họ đang tìm kiếm với các dịch vụ 3G (thế hệ thứ ba). Các radio nhạy cảm hơn có thể giảm bớt gánh nặng đó. Nhưng không có gì đảm bảo rằng họ sẽ nhảy vào các chip graphene như một giải pháp tốt nhất,

Xu hướng hiện tại là sử dụng công nghệ CMOS bán dẫn hiện tại cho các máy thu phát và tích hợp chúng với các thành phần điện thoại di động khác một con chip. Điều này làm giảm chi phí thông qua cả tích hợp và sử dụng công nghệ chip có khối lượng cao, Bruederle nói. Cạnh tranh với loại quá trình đó, graphene có lẽ sẽ không đưa nó ra thị trường trong gần 10 năm nữa, ông nói.

"Rõ ràng, CMOS đang bắt đầu đối mặt với một số thách thức" trong việc tiếp tục đạt hiệu suất cao hơn, Bruederle nói. "Nhưng các kỹ sư đang sáng tạo một cách đáng kinh ngạc. Đó là một mục tiêu di động."

(Báo cáo bổ sung của Agam Shah ở San Francisco.)