Terahertzvågor och grafen leder vägen mot framtidens kommunikation

Genom att utnyttja terahertzvågor i elektronik kan framtidens datatrafik få en rejäl skjuts framåt. Hittills har terahertzfrekvensen inte kunnat appliceras optimalt på dataöverföring, men genom att använda grafen har forskare på Chalmers kommit ett steg närmare en lösning. Ett 60-tal unga forskare från olika delar av världen ska lära sig mer om bland annat detta när de träffas i Hindås den 25-30 juni inom ramen för grafenskolan Graphene Study. Det är EU:s Chalmersledda jättesatsning Graphene Flagship som anordnar skolan, som i år hålls på hemmaplan och fokuserar på elektroniska applikationer av det tvådimensionella materialet med de många överlägsna egenskaperna. Grafen är till exempel det tunnaste, starkaste och mest ledande materialet man idag känner till. Andrei Vorobiev, är forskare på avdelningen för terahertz- och millimetervågsteknik vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap - MC2 - och en av de många världsledande experter på området som kommer att föreläsa på Graphene Study. – En av grafens speciella egenskaper är att elektronerna rör sig mycket fortare än i flertalet av de halvledande material som används idag. Tack vare det kan vi komma åt de höga frekvenser (upp till 1000 gånger högre än gigahertz) som terahertzvågorna rör sig i. Datakommunikationen blir då dels upp till tio gånger snabbare och kan överföra mycket större datamängder än vad som idag är möjligt, säger docent Andrei Vorobiev . Forskarna på Chalmers var först i världen med att visa att en grafenbaserad transistor kunde ta emot och omvandla terahertzvågor, som i frekvens ligger mitt emellan mikrovågor och infrarött ljus, och resultaten publicerades i tidskriften IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. Att grafen även är ett flexibelt material gör att tekniken öppnar dörrar för en mängd olika användningsområden. Sakernas Internet med uppkopplade, smarta vardagsföremål kommer att kräva snabb internetöverföring via lättintegrerade antenner och sensorer, som även kan fästas direkt på kroppen för hälsorelaterad eller medicinsk användning. – Ett annat område där vi ser stor potential är säkerhetsskanning på till exempel flygplatser. Genom att en grafenbaserad terahertz-skanner är böjbar får man en mycket bättre upplösning och kan utvinna mer information än om skannerns yta är platt, säger Andrei Vorobiev. Källa: Chalmers tekniska högskola