Un progetto finanziato dall'esercito potrebbe potenziare le tecnologie 5G e mm-Wave, migliorare le comunicazioni militari e le apparecchiature di rilevamento.

Carbonici, Inc., ha collaborato con la University of Southern California per sviluppare una tecnologia di nanotubi di carbonio che, per la prima volta, velocità raggiunte superiori a 100 GHz nelle applicazioni a radiofrequenza. La pietra miliare eclissa le prestazioni e l'efficienza dei tradizionali semiconduttori a ossido di metallo complementari a radiofrequenza, nota come tecnologia RF-CMOS, che è onnipresente nella moderna elettronica di consumo, compresi i cellulari.

"Questa pietra miliare mostra che i nanotubi di carbonio, a lungo considerata una promettente tecnologia di chip di comunicazione, può consegnare, " ha detto il dottor Joe Qiu, responsabile del programma, stato solido ed elettromagnetismo presso l'Ufficio Ricerche dell'Esercito. "Il prossimo passo è ridimensionare questa tecnologia, dimostrando che può funzionare nella produzione di grandi volumi. In definitiva, questa tecnologia potrebbe aiutare l'esercito a soddisfare le sue esigenze nelle comunicazioni, radar, guerra elettronica e altre applicazioni di rilevamento".

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Elettronica della natura .

Il lavoro, finanziato da ARO, un elemento del laboratorio di ricerca dell'esercito del comando di sviluppo delle capacità di combattimento dell'esercito degli Stati Uniti, fa parte di un programma di trasferimento tecnologico per piccole imprese. Il programma si concentra su studi di fattibilità che portano alla dimostrazione di prototipi di tecnologia per applicazioni specifiche.

Per quasi due decenni, i ricercatori hanno teorizzato che i nanotubi di carbonio sarebbero adatti come tecnologia a transistor ad alta frequenza grazie alle sue caratteristiche uniche di trasporto degli elettroni unidimensionali. La sfida ingegneristica è stata quella di assemblare i nanotubi semiconduttori di elevata purezza in array densamente allineati e creare un dispositivo funzionante dal nanomateriale.

Carbonici, una start-up sostenuta da un'impresa, e USC, superato con successo questa sfida. Le proiezioni basate sul ridimensionamento delle metriche dei dispositivi a nanotubi di carbonio singoli suggeriscono che la tecnologia potrebbe in definitiva superare di gran lunga la tecnologia RF di alto livello esistente, Arseniuro di gallio.

Carbonics impiega una tecnologia di deposizione chiamata ZEBRA che consente ai nanotubi di carbonio di essere densamente allineati e depositati su una varietà di substrati di chip tra cui silicio, silicio su isolante, quarzo e materiali flessibili. Ciò consente di integrare direttamente la tecnologia con i tradizionali circuiti logici digitali CMOS, superando il tipico problema dell'integrazione eterogenea.

"Con questo entusiasmante traguardo, i tempi sono maturi per sfruttare la nostra tecnologia compatibile con CMOS per i mercati delle comunicazioni di difesa 5G e mm-Wave, ", ha affermato il CEO di Carbonics, Kos Galatsis. "Ora siamo impegnati in partnership di licenza e trasferimento di tecnologia con partecipanti del settore, mentre continuiamo a far progredire questa rivoluzionaria tecnologia RF."