In de elektronica wordt alles voortdurend kleiner en sneller, maar aan die ‘rattenren’  zitten grenzen. Het lijkt er op dat silicium qua mogelijkheden om alles nog kleiner en sneller te maken die grenzen nadert. Er dient zich een opvolger aan, die ook op andere terreinen veelbelovend wordt genoemd: grafeen. Die speciale vorm van (tweedimensionaal) koolstof blijkt signalen van een lagere frekwentie te kunnen omzetten in hoger frekwenties: van giga- in teraHertz. Die hogere frekwenties kunnen ook navenant meer informatie verwerken.
Elektromagnetische golven in het terahertz-bereik (tera = biljoen; 1000xgiga) zijn lastig te verwezenlijken en ‘gewone’ siliciumelektronica hebben moeite om die hoge frekwenties te verwerken. Grafeenelektronica zou die aankunnen. Dat zou betekenen dat er een barrière op de weg naar kleiner en sneller uit de weg kan worden geruimd, voor zo lang het duurt.
Natuurkundige Dimitri Turchinovitsj van de universiteit van Duisburg en medeonderzoekers bestookten een velletje grafeen met elektromagnetische straling met een frekwentie van 300 GHz. Als die straling het grafeen bereikt, werden de elektronen in het materiaal razendsnel opgewarmd en afgekoeld. Daardoor ontstonden er elektromagnetische golven met een tot zeven maal hogere frekwentie als de invallende straling.
De frekwentie van kleine delen – we hebben het over eenduizendste, eentienduizendste en eenhonderdduizendste – van het signaal werd omgezet in, respectievelijk, 0,9, 1,5 en 2,1 THz. Die omzettingsgetallen lijken klein, maar schijnen indrukwekkend te zijn bij een materiaal dat maar uit een enkele atoomlaag bestaat. Het idee is dat grafeen zou kunnen worden gebruikt in supercomputers met uiterst hoge kloksnelheden en ook voor uiterst snelle elektronische nanocomponenten.

Bron: Science News