최초로 마이크로파 주파수에서 새로운 서브하모닉 그라핀 FET 믹서를 개발
찰머스 연구원들은 최초로 마이크로파 주파수에서 새로운 서브하모닉 그라핀 FET 믹서를 개발했다. 이 믹서는 고주파수에 도달할 수 있으며 실리콘 기술과 접목이 가능한 소형 회로 기술을 가능케 함으로써 미래 전자소자들에서 새로운 기회를 제공할 것이다.
믹서는 하나 혹은 두 혼합 출력 신호들 내로 두 혹은 더 많은 전자 신호들을 결합하는 소자로 모든 전자 시스템에서 중요한 구성 요소이다. 보안과 안전, 라디오 천문학, 공정 모니터링과 환경 모니터링과 같는 THz 주파수에서의 미래 응용들은 고속 데이터 획득과 고분해능 이미징을 위한 대형 믹서들의 배열들이 필요로 할 것이다. 이런 믹서 배열들 혹은 다중 픽셀 수신기들은 민감도와 전력 효율적이고 소형인 새로운 형태의 소자들이 필요하다.
전계 효과를 통해 홀 혹은 전자 전하 이동 사이를 스위치하기 위한 그라핀의 능력은 RF IC 응용들에 대한 그라핀의 특유한 응용이다. 이 대칭적인 전기 특성으로, 찰머스의 연구원들은 단지 하나의 트랜지스터를 이용하여 G-FET 서브하모닉 저항 믹서를 개발해 왔다. 따라서, 외부 급전회로가 필요 없어, 믹서 회로를 일반적인 믹서들과 달리 더 소형으로 만들 수 있다. 이에 따라, 새로운 형태의 믹서는 제조되었을 때, 더 작은 웨이퍼 영역을 차지하며, 예를 들어, G-FET 기술 공정으로써 밀리미터 파들과 밀리미터 이하의 파들에서의 이미징에 대한 첨단 센서 배열들을 만들 수 있다.
이 믹서의 성능은 회로의 더 많은 최적화와 더 큰 온-오프 (on-off) 비를 가진 G-FET 소자를 제조함으로써 개선될 수 있다. 이 새로운 기술로 G-FET를 이용함은 고 큰 주파수로 작동을 확장시킬 수 있으며 이로 인해 그라핀의 우수한 특성을 조사할 수 있다. 이는 매우 높은 주파수에서 작동하는 미래 기술들로 방향을 제시하는 것이다.
소형 회로를 가능케 하는 것과 함께, 이 G-FET는 그라핀에서 고속으로 고 주파수에 도달할 수 있는 가능성을 제공하고 서브하모닉 믹서는 기본적인 믹서에 비해 국부 진동자 (LO) 주파수의 절반 만을 요구한다. 이 특성은 충분한 LO-전력을 제공하는 소스들이 부족한 고 주파수 (THz)에서 특히 매력적이다.
이와 함께, 이 G-FET는 실리콘 기술과 집적화될 수 있다. 예로, CMOS 상호호환이며, 단일 칩 상에 백엔드 (backend) 프로세싱을 위한 CMOS 전자소자에서 이용될 수 있다.
그림설명: 서브하모닉 그라핀-FET 믹서의 개략 그림. LO와 RF 신호들은 각각 게이트와 드레인 터미널들로 들어오고 IF 신호는 드레인 터미널에서 추출된다.
출처: 경기과학기술진흥원
원본출처: nanowerk.com