Il MIT realizza un moltiplicatore di frequenza in grafene

Il Massachusetts Institute of Technology ha pubblicato nei giorni scorsi i risultati di una ricerca che ha permetterà di realizzare in futuro processori e chip in grado di operare a frequenze considerevolmente superiori a quanto possibile con le tecnologie attuali.

Il gruppo di ricercatori che ha lavorato al progetto, coordinati dal assistant professor Tomas Palacios del dipartimento di Electrical Engineering and Computer Science del MIT, è riuscito infatti a realizzare un moltiplicatore di frequenza capace di produrre un segnale estremamente stabile, grazie all'impiego della grafene.

La grafene è un materiale derivato dalla grafite e creato artificialmente, in modo da ottenere una sorta di "foglio" estremamente sottile: si tratta, in estrema sintesi, di un materiale formato da atomi di carbonio disposti ad esagono, in una struttura dallo spessore di un solo atomo. E' attorno alla grafene che si stanno concentrando i principali lavori di ricerca e sviluppo in ottica futura, dal momento che, grazie alla sua elevata mobilità elettronica, pare essere uno dei materiali più promettenti a prendere il posto del silicio quando, per questo materiale, saranno raggiunti i limiti fisiologici di innovazione.

Il moltiplicatore di frequenza è un componente che viene impiegato moltissimi dispositivi elettronici e di telecomunicazioni esistenti e si occupa, come il nome stesso suggerisce, di moltiplicare la frequenza di un segnale elettrico in entrata, producendo un segnale in uscita che abbia frequenza multipla di quello in entrata. Nel caso specifico del moltiplicatore realizzato dai ricercatori del MIT si tratta di un dispositivo in grado di raddoppiare la frequenza di un segnale elettromagnetico.

I moltiplicatori di frequenza che si possono trovare nei dispositivi prodotti con le attuali tecnologie producono però un segnale "sporco", ovvero con presenza di rumore elettronico, e che richiede, pertanto, di essere filtrato con appositi componenti aggiuntivi. Il dispendio energetico che ne consegue, pertanto, è particolarmente elevato. Come detto precedentemente il nuovo moltiplicatore in grafene, realizzato in un singolo transistor, è in grado di produrre un segnale estremamente pulito che non richiede, pertanto, nessuna operazione di filitraggio.

"Nel campo dell'elettronica si cerca sempre di incrementare le frequenze, per poter realizzare computer sempre più veloci. E' molto difficile poter generare elevate frequenze al di sopra dei 4 o 5 GHz." ha dichiarato Palacios. Con il nuovo moltiplicatore in grafene sarà possibile realizzare dispositivi in grado di operare nell'ordine di grandezza tra i 500 e i 1000 GHz.

Palacios ha poi aggiunto: "Dalla scoperta del grafene, nel 2004, la ricerca ha lavorato per trovare possibili modi di impiego. Credo che queste applicazioni avranno implicazioni di spessore nelle comunicazioni ad elevata frequenza e nell'elettronica". Con l'impiego di diversi duplicatori di frequenza in serie è possibile raggiungere frequenze molto più elevate di quanto permesso dalle attuali tecnologie.

Attualmente il progetto è ancora ad uno stadio di laboratorio, ma Palacios è convinto che saranno sufficienti al massimo un paio d'anni per poter arrivare ad un livello in cui sia possibile predisporre questa tecnologia per la produzione commerciale. Il progetto, finanziato dal MIT Institute for Soldier Nanotechnology e dall'Interconnect Focus Center Program, ha già suscitato l'interesse di "molti altri uffici del governo federale e dei principali produttori di chip".