Um projeto financiado pelo Exército pode impulsionar as tecnologias 5G e mm-Wave, melhorar as comunicações militares e o equipamento de detecção.

Carbonics, Inc., fez parceria com a University of Southern California para desenvolver uma tecnologia de nanotubos de carbono que, pela primeira vez, alcançou velocidades superiores a 100 GHz em aplicações de radiofrequência. O marco eclipsa o desempenho - e a eficiência - do tradicional semicondutor de óxido metálico complementar de radiofrequência, conhecido como tecnologia RF-CMOS, que é onipresente na eletrônica de consumo moderna, incluindo telefones celulares.

"Este marco mostra que os nanotubos de carbono, há muito considerada uma tecnologia de chip de comunicação promissora, pode entregar, "disse o Dr. Joe Qiu, gerenciador de programa, estado sólido e eletromagnético no Gabinete de Pesquisa do Exército. "A próxima etapa é dimensionar essa tecnologia, provando que pode funcionar em manufatura de alto volume. Em última análise, esta tecnologia pode ajudar o Exército a atender às suas necessidades de comunicações, radar, guerra eletrônica e outras aplicações de detecção. "

A pesquisa foi publicada na revista Nature Electronics .

O trabalho, financiado pela ARO, um elemento do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA, faz parte de um programa de transferência de tecnologia para pequenas empresas. O programa concentra-se em estudos de viabilidade que levam à demonstração de protótipos de tecnologia para aplicações específicas.

Por quase duas décadas, pesquisadores teorizaram que os nanotubos de carbono seriam bem adequados como uma tecnologia de transistor de alta frequência devido às suas características únicas de transporte de elétrons unidimensional. O desafio da engenharia tem sido montar os nanotubos semicondutores de alta pureza em matrizes densamente alinhadas e criar um dispositivo funcional a partir do nanomaterial.

Carbonics, uma start-up apoiada por empreendimentos, e USC, superou com sucesso este desafio. As projeções baseadas na escala de métricas de dispositivo de nanotubo de carbono único sugerem que a tecnologia pode, em última análise, exceder em muito a tecnologia de RF incumbente de primeira linha, Arsenieto de Gálio.

Carbonics emprega uma tecnologia de deposição chamada ZEBRA que permite que os nanotubos de carbono sejam densamente alinhados e depositados em uma variedade de substratos de chip, incluindo silício, silício sobre isolante, quartzo e materiais flexíveis. Isso permite que a tecnologia seja diretamente integrada com circuitos lógicos digitais CMOS tradicionais, superar o problema típico de integração heterogênea.

"Com esta conquista emocionante, o momento é oportuno para alavancar nossa tecnologia compatível com CMOS para os mercados de comunicação de defesa 5G e mm-Wave, "disse o CEO da Carbonics, Kos Galatsis." Agora estamos engajados em parcerias de licenciamento e transferência de tecnologia com participantes da indústria, enquanto continuamos a desenvolver esta tecnologia de RF disruptiva. "