8 mrt. 2013
2 minuten
Wie zou het niet willen: binnen slechts enkele seconden honderden films binnenhalen op een telefoon of tablet? Wetenschappers van Georgia Tech hebben de blauwdruk ontworpen voor een antenne van grafeen – atoomdikke lagen koolstof – die overdrachtssnelheden van terabits per seconde over korte afstand mogelijk zou maken.
“Als je momenteel alle informatie op een computer draadloos zou willen overzetten naar een andere kost dat uren. Maar met deze antenne gaat het binnen een seonde – boem”, zegt Ian Akyildiz, directeur van het laboratorium voor breedband draadloze-netwerktechnologie van Georgia Tech.
Grafeenstrips
Een terabit per seconde zou met de grafeen-antenne mogelijk zijn over een afstand van ongeveer een meter. Zo kun je tien hoge-definitie films in je mobieltje binnenhalen door het even langs de computer te zwaaien. Akyildiz en zijn collega’s hebben ook uitgerekend dat over nog kortere afstanden, een paar centimaeter bijvoorbeeld, zelfs 100 terabit per seconde theoretisch haalbaar zou zijn.
Om een antenne te maken moet het grafeen worden gevormd in strookjes van 10 tot 100 nanometer breed en een micrometer lang – afmetingen die ruwweg overeenkomen met golflengten in het THz-gebied. Elektromagnetische golven in dat frequentiegebied gaan interactie aan met plasmonische golven – oscillaties van elektronen aan het oppervlak van het grafeen strookje – om zo informatie te verzenden en ontvangen.
Later dit jaar zal in het IEEE Journal of Selected Areas in Communication een artikel verschijnen waarin het ontwerp en de berekeningen worden besproken.
Ook op chips
Grafeen antennes maken niet alleen supersnelle communicatie tussen toestellen mogelijk, maar zouden ook kunnen worden gebruikt voor snellere draadloze verbindingen op nanoschaal tussen de componenten op chips. “Grafeen antennes kunnen in alle dimensies veel kleiner worden gemaakt dan antennes van metaaldraad. Bijvoorbeeld in de orde van een micrometer tot enkele nanometer”, zegt Avouris. “Hij kan dus worden opgenomen in een heel klein object.”
Natuurlijk zijn er nog talloze uitdagingen: Antennes werken niet op zichzelf, ze zijn afhankelijk van veel andere componenten, zoals signaalgeneratoren en detectoren, versterkers en filters. Om een compleet product te verkrijgen moeten die allemaal worden gemaakt op vergelijkbare schaal en met vergelijkbare frequenties.
Onderzoekers moeten ook uitzoeken hoe ze kunnen worden geproduceerd. Het werken met het materiaal is buitengewoon lastig, omdat de eigenschappen veranderen als het in contact komt met andere materialen. Toch hopen de mensen op Georgia Tech binnen een jaar een prototype te maken van de antenne. “En”, voegt Akyildiz toe, “daarna ook andere componenten”.
bron: MIT Technology Review
Anderen lazen ook
