Een door het leger gefinancierd project kan 5G- en mm-Wave-technologieën stimuleren, verbetering van militaire communicatie- en detectieapparatuur.

Koolzuur, Inc., werkte samen met de University of Southern California om een ​​koolstofnanobuistechnologie te ontwikkelen die, Voor de eerste keer, bereikte snelheden van meer dan 100 GHz in radiofrequentietoepassingen. De mijlpaal overschaduwt de prestaties - en efficiëntie - van traditionele radiofrequentie-complementaire metaaloxidehalfgeleiders, bekend als RF-CMOS-technologie, dat alomtegenwoordig is in moderne consumentenelektronica, inclusief mobiele telefoons.

"Deze mijlpaal laat zien dat koolstofnanobuisjes, lang beschouwd als een veelbelovende technologie voor communicatiechips, kan bezorgen, " zei Dr. Joe Qiu, programma manager, vaste stof en elektromagnetisme bij het onderzoeksbureau van het leger. "De volgende stap is het opschalen van deze technologie, bewijzen dat het kan werken in grootschalige productie. uiteindelijk, deze technologie zou het leger kunnen helpen aan zijn behoeften op het gebied van communicatie te voldoen, radar, elektronische oorlogsvoering en andere detectietoepassingen."

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Elektronica .

Het werk, gefinancierd door ARO, een onderdeel van het Army Research Laboratory van het Amerikaanse leger Combat Capabilities Development Command, maakt deel uit van een Small Business Technology Transfer Program. Het programma richt zich op haalbaarheidsstudies die leiden tot prototypedemonstratie van technologie voor specifieke toepassingen.

Bijna twee decennia lang onderzoekers hebben getheoretiseerd dat koolstofnanobuizen zeer geschikt zouden zijn als hoogfrequente transistortechnologie vanwege de unieke eendimensionale elektronentransportkenmerken. De technische uitdaging was om de halfgeleidende nanobuisjes van hoge zuiverheid in dicht op elkaar liggende arrays te assembleren en een werkend apparaat uit het nanomateriaal te maken.

Koolzuur, een door ondernemingen gesteunde start-up, en USC, deze uitdaging met succes overwonnen. Projecties die gebaseerd zijn op het schalen van enkelvoudige koolstof nanobuis-apparaatstatistieken suggereren dat de technologie uiteindelijk de bestaande RF-technologie van het hoogste niveau ver zou kunnen overtreffen, Galliumarsenide.

Carbonics maakt gebruik van een depositietechnologie genaamd ZEBRA waarmee koolstofnanobuisjes dicht op elkaar kunnen worden uitgelijnd en afgezet op een verscheidenheid aan chipsubstraten, waaronder silicium, silicium-op-isolator, kwarts en flexibele materialen. Hierdoor kan de technologie direct worden geïntegreerd met traditionele CMOS digitale logische circuits, het oplossen van het typische probleem van heterogene integratie.

"Met deze spannende prestatie, de timing is rijp om gebruik te maken van onze CMOS-compatibele technologie voor de 5G- en mm-Wave-defensiecommunicatiemarkten, " zei Kos Galatsis, CEO van Carbonics. "We zijn nu bezig met licentie- en technologieoverdrachtpartnerschappen met deelnemers uit de industrie, terwijl we doorgaan met het ontwikkelen van deze disruptieve RF-technologie."