Transistors à trois voies

La source: Amplificateur de graphène à transistor unique à triple mode et ses applications
Kartik Mohanram et al.
ACS Nano 4 : 5532-5538

Temps triple : Cet amplificateur à transistor unique, une bande de graphène traversée par des électrodes métalliques, fait avec un transistor ce qui en nécessite désormais plusieurs.

Résultats : les chercheurs ont construit un amplificateur à transistor en graphène à un étage et démontré qu'il peut remplir trois fonctions en une : il peut conduire une charge positive, une charge négative ou les deux simultanément. L'appareil peut coder un flux de données en modifiant la fréquence ou la phase d'un signal, une tâche qui nécessite généralement plusieurs transistors dans un circuit.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de janvier 2011

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Pourquoi est-ce important: Des recherches antérieures sur le graphène se sont largement concentrées sur la vitesse à laquelle il conduit la charge électrique; Les transistors au graphène sont au moins 10 fois plus rapides que ceux au silicium. Le nouveau travail démontre qu'ils ont aussi d'autres avantages. Étant donné qu'un seul transistor au graphène peut faire le travail de plusieurs transistors au silicium, le graphène pourrait être intégré dans des puces plus compactes pour les appareils de télécommunication sans fil, tels que les étiquettes RFID et les casques Bluetooth.

Méthodes : Des chercheurs de l'Université Rice ont émis l'hypothèse qu'un transistor en graphène avec trois bornes électriques, les structures qui contrôlent et conduisent le flux de courant, pourrait fonctionner de manière à ce que le transistor bascule entre les états où il conduit une charge positive, une charge négative et les deux. En utilisant des techniques standard pour fabriquer des circuits de graphène, des chercheurs de l'Université de Californie, Riverside, ont fabriqué les circuits, ajoutant des électrodes métalliques et une résistance hors puce à un petit morceau de graphène monocouche. Les tests ont démontré que l'amplificateur à un étage résultant se comportait comme prévu, en commutant les états lorsque différentes tensions étaient appliquées. Le dispositif pourrait également servir d'amplificateur dans les méthodes courantes de transmission de données par modulation numérique d'un signal de référence.

Prochaines étapes: Les chercheurs tentent maintenant d'intégrer plusieurs transistors au graphène dans un circuit pour des applications plus complexes.

Plus de puissance par photon

Des chercheurs démontrent un moyen de convertir une plus grande partie de l'énergie de la lumière en électricité

La source: Collecte d'excitons multiples dans un système photovoltaïque sensibilisé
Bruce Parkinson et al.
Sciences 330 : 63-66

Résultats: Les chercheurs ont créé une cellule solaire capable de collecter plusieurs électrons pour chaque photon de haute énergie absorbé, et ils ont réussi à mesurer directement la sortie d'électrons.

Pourquoi est-ce important: Bien que les chercheurs aient régulièrement augmenté la quantité d'électricité que les cellules solaires peuvent produire, elles sont confrontées à des limites fondamentales imposées par la physique de la conversion des photons en électrons dans les matériaux semi-conducteurs. Les cellules solaires conventionnelles ne convertissent efficacement qu'une seule longueur d'onde de la lumière ; soit ils n'absorbent pas les autres longueurs d'onde de la lumière, soit ils rejettent de l'énergie supplémentaire sous forme de chaleur. Les chercheurs ont montré qu'il est possible de capturer une partie de cette énergie supplémentaire en transférant l'énergie de chaque photon de haute énergie à plus d'un électron. L'approche pourrait être utilisée pour produire des cellules solaires ultra-efficaces mais peu coûteuses.

Méthodes : Bien que d'autres chercheurs aient confirmé que l'énergie d'un photon peut être transférée à plus d'un électron, personne n'avait mesuré directement ce phénomène dans une cellule solaire car les électrons supplémentaires ont une durée de vie trop courte. Dans ce cas, cependant, les chercheurs ont utilisé des nanocristaux semi-conducteurs appelés points quantiques comme matériau actif des cellules solaires, modifiant leur chimie de surface pour créer une liaison solide entre eux et un substrat de cristal d'oxyde semi-conducteur. La liaison a permis aux électrons de passer rapidement des points quantiques au semi-conducteur, où ils ont été mesurés en courant.

Prochaines étapes: Le matériau actif des cellules de test à points quantiques est si fin que presque toute la lumière le traverse sans être absorbée. Les chercheurs suggèrent de résoudre ce problème en en ajoutant une fine couche à un matériau extrêmement poreux avec une grande surface. Les chercheurs travaillent également avec différents types de points quantiques qui ont le potentiel d'absorber et de convertir plus de lumière.

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