IBM Nanoteknologia saattaa parantaa matkapuhelimia

Nanoteknologia voi joskus laajentaa kännykkäsi ja parantaa akun käyttöikää, jos IBM: n prototyyppinen transistori saa markkinoille.

Yhtiön tutkijat käyttävät nanoteknologiaa rakentaakseen tulevaisuuden sukupolven langattomia lähetinvastaanottimia, jotka ovat paljon herkempiä kuin ne, jotka löytyvät puhelimissa tänään. Ne tehdään myös halvemmalla materiaalilla IBM: n mukaan. Saalis on se, että uudet sirut eivät todennäköisesti tule kuluttajien käsiin vielä viiden tai kymmenen vuoden ajan.

DARPA: n (Yhdysvaltain puolustus Advanced Research Projects Agency) sponsoroima tutkijat ovat rakentaneet transistoreja prototyyppeihin uuden materiaalia, jota kutsutaan grafeeniksi. Se on grafiitin muoto, joka koostuu yhdestä kerroksesta hiiliatomia, jotka on järjestetty hunajakennoihin. Graphenin rakenne sallii elektronien kulkea erittäin nopeasti ja antaa sille parempaa hyötysuhdetta kuin nykyiset lähetin-sirumateriaalit, kertoi Yorktown Heightsin New Yorkissa toimiva IBM: n tutkijaorganisaatio. Hanke on osa DARPAn CERA-ohjelmaa (Carbon Electronics for Radio Frequency Applications).

[Lue lisää: Kaikki Android-puhelimet ovat parhaita budjetteja varten.]

IBM ilmoitti torstaina, että tutkijat ovat saavuttaneet 26 GHz: n taajuuden prototyyppisissä grafeenitransistorissa. Testissä käytetyillä transistoreilla oli 150 nanometrin portin pituus ja tutkijat pyrkivät 50nm: n portin pituuteen, joka mahdollistaisi taajuudet yli 1 Tz

Nämä taajuudet ovat paljon suuremmat kuin mitä solukkoverkot käyttävät nykyään. Linja-asioissa saattaa olla sotilaallisia ja lääketieteellisiä käyttötapoja, kuten esimerkiksi piilotettujen aseiden tai lääketieteellisen kuvantamisen käyttäminen ilman haitallisia röntgensäteitä, Lin sanoi. Toisin kuin röntgen, taajuudet terahertz-alueella olisivat pienempiä kuin näkyvän valon taajuus, joten sillä ei olisi samoja säteilyvaaroja, hän sanoi.

Mutta tavanomaisilla taajuuksilla, grafeenipohjaiset lähetin-vastaanottimet voisivat tehdä sekä matkapuhelimet ja tukiasemat ovat herkempiä ja paremmin pystyvät pohtimaan heikkoja signaaleja. Avain on signaali-kohinasuhde, tai se pystyy erottamaan radiosignaalin muista ympäröivistä aalloista. Tietyllä etäisyydellä puhelin, jolla on parempi signaali-kohinasuhde, voi hyödyntää paremmin lähimpään solutorniin saatavilla olevaa signaalia. Herkempi puhelin voi jopa toimia alueilla, joilla nykypäivän puhelimet eivät voi, Lin sanoi. Lisäksi grafene-sirut kuluttavat vähemmän virtaa kuin nykypäivän matkapuhelinradiot, joten akut voisivat kestää kauemmin, Lin sanoo.

Useita erikoismateriaaleja on käytetty korkeataajuisissa radiossa, kuten galliumarsenidissa, germaniumissa ja indiumfosfidissa. Graeneeni on halvempi vaihtoehto, joka voisi toimia korkeammilla taajuuksilla kuin heillä, hän sanoi. Se on kaksiulotteinen hiilestä valmistettu aine, jonka Lin on verrattuna vaipatun nanoputkeen.

Matkapuhelinvalmistajat pyrkivät varmasti antamaan käyttäjille parempia signaaleja ja pidempään akun käyttöikää sekä vähentämään kustannuksia, kertoi Gartnerin analyytikko Stan Bruederle. Itse asiassa matkapuhelinoperaattoreiden on pakko asettaa enemmän tukiasemia, jotta ne voivat lähteä tarpeeksi lähelle tilaajia saavuttamaan korkeat tiedonsiirtonopeudet, joita he etsivät 3G (kolmannen sukupolven) palveluilla. Herkemmät radiot voivat helpottaa tätä taakkaa. Mutta ei ole mitään takeita siitä, että he hyppäävät grafeenipaketeilla paras ratkaisu, Bruederle sanoi.

Nykyinen suuntaus on käyttää olemassa olevaa CMOS-tekniikkaa (täydentävää metallioksidipuolijohdekytkin) -tekniikkaa lähetinvastaanottimille ja integroida ne muihin matkapuhelinosioihin yksi siru. Tämä alentaa kustannuksia sekä integroinnin että suuren siruteknologian käytön avulla, Bruederle sanoi. Kilpailemalla tällaista prosessia, grafienia ei luultavasti tekisi sitä markkinoille lähemmäksi kymmenen vuotta, hän sanoi.

"CMOS on selvää, että on alkanut kohdata joitakin haasteita" saavuttaakseen korkeamman suorituskyvyn, Bruederle sanoi. "Mutta insinöörit ovat hämmästyttävän innovatiivisia, se on liikkuva kohde."

(Agam Shahin lisätiedot San Franciscossa.)