Schneller und effizienter
Graphen-Kondensatoren für drahtlose Datenübertragung
von
Jens
Stark - 12.07.2016
Foto: chombosan / Shutterstock.com
An der ETH Lausanne haben Forscher einen Kondensator auf Graphen-Basis entwickelt, mit dem die drahtlose Daten-Kommunikation weitaus schneller und effizienter werden soll.
Für die Drahtlos-Netzwerke der nächsten Generation: Mit einem Graphen-Bauteil wollen Forscher der ETH Lausanne die drahtlose Kommunikation verbessern und beschleunigen. Funktechniken zur Datenübertragung gibt es heute in vielerlei Form, die zudem mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten.
Die meisten tragbaren Drahtlossysteme verfügen über Schaltkreise, die konfigurierbar sind und es damit dem Device erlauben, auf verschiedenen Frequenzen zu operieren. Das Problem dabei: Derzeitige Techniken, basierend auf Mems (Mikro Elektro Mechanische Systeme) und Metalloxid-Halbleitern (MOS; Metal Oxide Semiconductor). Diese haben den Nachteil, dass sie nicht so gut bei hohen Frequenzen funktionieren. Gerade in diesem Spektrum sind aber hohe Datenübertragungsraten möglich.
Mit der Neuentwicklung aus Lausanne sollen die Beschränkungen herkömmlicher Verfahren überwunden werden. Die Lösung der EPFL basiert auf Graphen und wurde am Nanoelectronic Devices Laboratory der Hochschule entwickelt. Sie soll die heutigen Kondensatoren, wie sie in allen drahtlosen Kommunikationsgeräten anzutreffen sind, ersetzen. Die Bauteile können die Schaltkreise auf unterschiedliche Frequenzen einstellen, so dass sie mit mehreren Bändern operieren können. Sie sind darüber hinaus mit traditionellen Schaltkreisen kompatibel.
Bessere Performance bei höheren Frequenzen
Doch gegenüber den Vorgängern weisen sie weiter Vorteile auf. Sie benötigen sehr wenig Energie und sind bei Frequenzen über 2,1 GHz wesentlich performanter. Darüber hinaus sind sie viel kleiner als vergleichbare traditionelle Kondensatoren. "Die Oberfläche eines konventionellen Mems müsste tausend Mal größer sein, um den gleichen Kapazitätswert zu erreichen", meint Clara Moldovan von der ETH Lausanne.
Der Trick hinter der Lösung ist nicht nur das verwendete Material Graphen, sondern auch die spezielle Sandwich-Struktur. Dank dieser können die Kondensatoren besser in die elektronische Umgebung eingepasst werden.
"Die Frequenz lässt sich danach einstellen, indem eine elektrische Spannung an den Kondensator angelegt wird. Es verhält sich also wie ein Radio, mit dem man verschiedene Sender einstellen kann", erklärt Moldovan.
