Высокочастотные потери в графене оказались почти нулевыми

Совместная работа учёных и инженеров Плимутского, Кембриджского университетов, японского Университета Тохоку и Nokia Technologies продемонстрировала, что высокочастотные электросигналы проходят сквозь графен без дополнительных потерь энергии по сравнению с постоянным током. Утверждается, что в этом отношении графен превосходит все известные материалы, включая сверхпроводники.

В статье для IOP 2D Materials Journal представлены результаты измерений, проведённых на компланарных графеновых волноводах в диапазоне частот от нуля (постоянный ток) до 13,5 ГГц. Было показано, что реальная часть комплексной проводимости переменного тока та же, что для постоянного тока, а мнимая компонента близка к нулю. При этом внутренняя проводимость (без влияния паразитных импедансов) является независимой от частоты.

Это открытие открывает новый путь оптимизации конструкции быстродействующих полевых транзисторов, удвоителей частоты, малошумных усилителей и детекторов излучения.

«Точное понимание электромагнитных свойств графена в широком диапазоне частот (от постоянного тока до 10 и более ГГц) было важной целью для нескольких научных коллективов во всем мире, — заявил руководитель работ, доктор Шакил Эйвен (Shakil Awan) из Плимута. — Поначалу измерения давали результаты, противоречащие теории, так как собственные свойства графена часто маскировались более сильными помехами от подложки, металлических контактов и измерительных зондов. Наши результаты на только впервые подтверждают теоретические свойства графена, но и открывают много новых приложений для этого материала в высокоскоростной электронике и биосенсорах».