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Michibiki: Asombrosa precisión del GPS japonés
Fecha: 2011-01-11
Fuente: crunchgear
Michibiki: Asombrosa precisión del GPS japonés

Hoy día, con el sistema GPS americano se pueden alcanzar límites de precisión elevadísimos, pero debido a las limitaciones de los receptores comerciales no pueden proporcionar un margen de error que a muchos nos gustaría bajar (a no ser que utilicemos “trucos” como el sistema DGPS, que consiguen 1 metro o incluso el RTK GPS+GLONASS que logra los 5 mm). Sin embargo, los japoneses han puesto en marcha una iniciativa que supera las expectativas, llegando a unas cotas de precisión nunca alcanzadas en la vida real: 3 centímetros. Las pruebas han sido realizadas por la compañía que ha diseñado el satélite (Mitsubishi), en un coche de la misma marca, que ha recorrido las carreteras a una velocidad de 20 Kms/h y ha verificado tan brutal precisión. Los técnicos aseguran que hasta 80 Kms/h se mantiene esta fantástica resolución y que cuando haya más satélites en órbita incluso mejorará la cifra.

El QZS-1 (Quasi-Zenith Satellite) que ha permitido este milagro, ha sido apodado con el simpático nombre de Michibiki (guía, en japonés). Este satélite de posicionamiento local se  encuentra en una órbita geosíncrona inclinada (IGSO, Inclined Geosynchronous Satellite Orbit) de 32.000 x 40.000 km y 45º de inclinación. Posee una masa de 4.100 kg y ha sido construido por Mitsubishi Electric para la JAXA utilizando el bus ETS-8. Su vida media se estima en 10 años y las dimensiones del cuerpo principal son de 6,2 x 3,1 x 2,9 metros (con 25,3 metros de envergadura total una vez desplegados los paneles solares). Complementa al sistema GPS estadounidense y sólo funciona en el territorio japonés, aumentando la resolución y permitiendo mejorar la visibilidad de la señal en ciudades con edificios altos. Con esta primera unidad, se cubren apenas 8 horas pero cuando se lancen los otros 2 satélites que faltan, completarán las 24 horas del día.

De todos modos, no queremos echar las campanas al vuelo hasta que no tengamos más datos del Michibiki. Los 3 centímetros de precisión son espectaculares pero nos queda la duda de si han sido conseguidos por la calidad de los receptores empleados en la prueba o porque realmente el satélite haya aportado una tecnología punta en relojes atómicos internos que supera las anteriores. Nos inclinamos por pensar en la primera opción ya que este sistema de satélites fue pensado simplemente para mejorar la cobertura en zonas difíciles en Japón que es un país de orografía escarpada y ciudades llenas de altos edificios.

El Grafeno tiene utilidades multiples
Fecha: 2011-01-11
Fuente: UNAM
El Grafeno tiene utilidades multiples

10 enero 2011. De la punta de un lápiz se puede obtener algo nunca antes visto para la física teórica, un nuevo material de sólo dos dimensiones, con propiedades asombrosas: el grafeno.

En 2004, los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Manchester, Inglaterra, obtuvieron en laboratorio capas de grafeno a partir de un experimento que consistió en despegar repetidas veces una cinta adhesiva doblada e impregnada de hojuelas de grafito.

Seis años después, los científicos rusos ganaron el premio Nobel en Física por sus aportaciones a la ciencia básica relacionadas con las propiedades de ese cristal de carbono bidimensional (algo que no podía existir) y con sus posibles aplicaciones tecnológicas.

“Los experimentos realizados con el grafeno suponen un punto de inflexión en los fenómenos de la física cuántica”, dijo el comité de los premios Nobel.

“El grafeno es el material más duro y delgado jamás hallado (es un millón de veces menos grueso que una hoja de papel); es también el mejor conductor de electricidad y de calor; además, tiene propiedades ópticas interesantes”, aseguró Gerardo García Naumis, quien encabeza un equipo de investigadores dedicado a su estudio teórico en el Instituto de Física (IF) de la UNAM.

Con el grafeno se podrán fabricar, en un futuro próximo, aparatos electrónicos innovadores, transistores más eficientes que los actuales de silicio, procesadores más veloces, nuevos paneles de luz, celdas solares, además de otros productos y componentes fuertes y, al mismo tiempo, delgados, elásticos y translúcidos. Además, mezclado con plásticos será un conductor de electricidad resistente al calor.

Transistores de grafeno

El grafeno es una lámina formada por átomos de carbono dispuestos en los vértices de una red hexagonal que se parece a un panal de abejas; es como una autopista, donde la movilidad electrónica es 10 veces mayor que en los mejores materiales conductores, lo que permite que los electrones conduzcan la electricidad con mucha más rapidez.

Con esa cualidad, se podrán sustituir los transistores de silicio, que ya no se pueden hacer más pequeños sin correr el riesgo de degradarse rápidamente y generar calor en extremo; con los de grafeno se podrán elaborar procesadores de computadoras más veloces y ahorradores de energía.

El primer trabajo de García Naumis sobre el grafeno, publicado en 2006, es una predicción teórica para resolver el problema que implica construir transistores con ese material.

“En el grafeno es difícil ‘detener’ los electrones, y en un transistor, éstos tienen que ser controlados con una especie de llave, que a veces hay que cerrar y abrir, de manera que se puedan hacer unos y ceros, como si fueran pulsos de corriente”, indicó.

Entonces, propuso dopar el grafeno con una cierta concentración de átomos ligeros (de hidrógeno y litio, por ejemplo) para generar un material semiconductor, en el que sí se pueda controlar el flujo de electrones.

En 2009, un grupo de investigación de la Universidad de California, en Estados Unidos, demostró que los cálculos de esa propuesta son correctos y que sí se pueden hacer transistores de grafeno.

Este trabajo sobre el dopaje del grafeno fue incluido en el Virtual Journal of Nanotecnology, que cada mes publica los mejores artículos en la materia a nivel mundial.

Predicción teórica

Otra alternativa para controlar los electrones de carbono es la irradiación del grafeno con ondas electromagnéticas, sean de radio o de luz. Mediante este proceso, los electrones adquieren una “masa efectiva” y, por lo tanto, se genera una fuerte respuesta no lineal.

“Pronosticamos que si el sistema es perturbado con una frecuencia dada, genera lo que se llaman armónicos, es decir, responde con el doble o el triple de frecuencia. Por este efecto no lineal, el grafeno podría trabajar a frecuencias mucho más altas de las esperadas, operar a velocidades más rápidas de reloj”, explicó.

Esta solución para controlar los electrones, postulada con base en un enfoque cuántico relativista por García Naumis y su alumno de doctorado Francisco López Rodríguez fue comprobada por investigadores de la Universidad de Massachusetts, EU.

Una vez publicada por la editorial inglesa Francis & Taylor, la solución fue incluida en el Philosophical Magazine y seleccionada como uno de los siete artículos científicos más importantes relacionados con el premio Nobel de Física 2010.

“Como somos teóricos, hicimos una predicción para controlar los electrones del grafeno por medio de la introducción de impurezas y establecimos una primera ecuación que nos permite obtener la respuesta de esos electrones con campos electromagnéticos. La solución de esta ecuación tiene utilidad práctica: con ella es posible diseñar transistores de ese material, así como estudiar fenómenos a nivel cuántico relativista”, añadió el investigador universitario.

Analogía

“Visto al microscopio, el grafeno es como una sábana arrugada: plano, con ligeras ondulaciones, como suponía la física teórica que debería ser un cristal bidimensional”.

En la actualidad, García Naumis estudia qué sucede a los electrones cuando “sienten” esas ondulaciones, lo que es equivalente a considerar partículas en un espacio curvo.

Para lograr una descripción del movimiento de los electrones en el grafeno, en el marco de la gravedad cuántica relativista, el investigador trabaja en una analogía en colaboración con el cosmólogo Richard Kerner, de la Universidad de París, Francia.

Un resultado preliminar del proyecto fueron algunas ecuaciones que describen los electrones en ese espacio curvo, parecidas a las ecuaciones relativistas.

“Aún hay que explorar más en esa analogía; quizás podría dar pistas que ayuden a relacionar la mecánica cuántica relativista con la gravedad, algo que no alcanzó a hacer Albert Einstein”. Esto, en principio, a partir de un material que puede desprenderse de la punta de un lápiz, concluyó.

El Nobel premia la creación del grafeno, un material del futuro.
Fecha: 2010-10-07
Fuente: Antonio Madrilejos/Barcelona
El Nobel premia la creación del grafeno, un material del futuro.

Los rusos Novoselov y Geim sintetizaron por primera vez la llamada «red atómica perfecta»

La estructura, ideal para la electrónica, es superconductora, dura, transparente y ligera

El desarrollo y la síntesis del grafeno, una estructura plana, fuerte y casi transparente formada por átomos de carbono, les ha valido a los investigadores de origen ruso Andre Geim y Konstantin Novoselov el premio Nobel de Física del 2010. La Academia de Ciencias de Suecia consideró ayer que ambos han abierto un camino revolucionario en el mundo de la electrónica y la informática. Algunos lo califican de prometedora alternativa al silicio.

Geim (izquierda) y Novoselov, ayer, en los jardines de la Universidad de Manchester, donde trabajan. REUTERS / RUSELL HART

Los investigadores, recuerda el jurado, comprobaron por primera vez en el 2004 que si unos átomos de carbono se enlazaban formando una red plana hexagonal adquirían unas propiedades sorprendentes. Eran las maravillas del mundo de la física cuántica. Lo más llamativo es que el grafeno, que se fabrica a partir del grafito, la variante del carbón que llevan todos los lapiceros, es el mejor conductor del calor que se conoce y tiene una conductividad eléctrica tan buena como la del cobre. Si se pudiera generalizar su producción, cosa que aún no sucede, estaría especialmente indicado para fabricar circuitos integrados, pantallas táctiles transparentes, paneles de luz e incluso células solares.

EL MÁS JOVEN DESDE 1973 / Ambos laureados nacieron en Rusia, pero Geim (Sochi, 1958) se nacionalizó holandés y su discípulo Novoselov (Nizhni Tagil, 1974) es hoy en día británico. Los galardonados, profesores en la Universidad de Manchester (Reino Unido), han estado colaborando desde hace más de 10 años, cuando el segundo era estudiante de doctorado en los Países Bajos. Novoselov es el físico más joven premiado con un Nobel desde 1973.

El comité Nobel califica el grafeno de «red atómica perfecta» porque, además de su conductividad térmica y eléctrica, es la estructura más delgada jamás creada -un átomo de grosor-, es ligero y resiste las radiaciones ionizantes. Las sorpresas no acaban aquí: pese a ser transparente, resulta tan denso que ni siquiera el helio, el átomo más pequeño de gas, puede pasar a través de él. «El carbono, la base de toda la vida en la Tierra, nos ha sorprendido una vez más», dice el acta del jurado.

Cuando se mezcla con los plásticos, el grafeno puede conferirles sus propiedades, lo que abre un abanico enorme de posibilidades. En el futuro, prosigue el acta, «los satélites, los aviones y los automóviles podrán ser fabricados de materiales nuevos basados en el grafeno». Algunas grandes empresas, como IBM, ya se han interesado por el perfeccionamiento de este tipo de materiales.

PREMIO IG-NOBEL / Curiosamente, Geim fue galardonado en el 2000 con uno de los premios Ig-Nobel a los estudios más estrafalarios e inútiles del año. Concretamente, junto a Michael Berry (Universidad de Bristol), logró que una rana levitara con la ayuda de unos imanes.

Logran reducir la velocidad de la luz en un factor de 1200 en un chip
Fecha: 2010-10-04
Fuente: UC Santa Cruz
Logran reducir la velocidad de la luz en un factor de 1200 en un chip

Un pequeño dispositivo óptico integrado en un chip de silicio ha logrado la más lenta propagación de la luz en un chip hasta la fecha, la reducción de la velocidad de la luz por un factor de 1200, de acuerdo a un estudio publicado en Nature Photonics (publicado en línea y el 05 de septiembre en la edición impresa de noviembre) .

La capacidad de controlar impulsos de luz en una plataforma integrada basada en chip es un paso importante hacia la realización de las redes de comunicación totalmente ópticas cuántica, con mejoras en el rendimiento potencialmente vasto de ultra bajo consumo. Holger Schmidt, profesor de ingeniería eléctrica en la Escuela Baskin de Ingeniería de la Universidad de California, Santa Cruz, dirige el equipo de investigadores de la UC Santa Cruz y la Universidad Brigham Young que ha desarrollado el nuevo dispositivo.

“Luz lenta y otros efectos de coherencia cuántica se conocen desde hace bastante tiempo, pero con el fin de utilizarlos en aplicaciones prácticas, tenemos que ser capaces de desarrollar, sobre una plataforma que pueda ser producido en masa y trabajar a temperatura ambiente o superior, y eso es lo que nuestros chips pretenden lograr “, dijo Schmidt.

Considerando que las fibras ópticas de rutina transmiten datos a velocidad de la luz, la expedición y los tratamientos de datos aún requieren la conversión de señales luminosas en señales electrónicas. Para el procesamiento de datos todos los ópticos-requieren dispositivos compactos y fiables que pueden retrasar, almacenar y procesar la luz en pulsos.

“El ejemplo más sencillo de lo lento que la luz se puede utilizar es proporcionar un búfer de datos o el retraso de señal ajustable en una red óptica, pero estamos mirando más allá de con nuestro chip fotónico integrado”, dijo Schmidt.

El dispositivo se basa en los efectos de interferencia cuántica en un vapor de rubidio en una guía de onda óptica de núcleo hueco que está integrado en un chip de silicio usando técnicas estándar de fabricación. Se basa en trabajos anteriores por Schmidt y sus colaboradores que les permitió realizar espectroscopia atómica en un chip (http://press.ucsc.edu/text.asp?pid=1356).

El primer autor del nuevo documento es Bin Wu, un estudiante graduado en ingeniería eléctrica en la UCSC. Los co-autores incluyen a John Hulbert, Evan Lunt, Hurd Katie y Aaron Hawkins de la Universidad Brigham Young.

Varias técnicas se han utilizado diferentes para retardar la luz a un rastreo e incluso llevar a una paralización completa de unas centésimas de un milisegundo. Antes, sin embargo, los sistemas basados en la interferencia cuántica requiere bajas temperaturas o en montajes de laboratorio demasiado elaborado para el uso práctico. En 2008, investigadores en los laboratorios de NTT en Japón desarrolló un chip de silicio especialmente estructuradas, que podrían demorar pulsos de luz por un factor de 170. Llamado una guía de cristal fotónico, tiene ventajas para ciertas aplicaciones, pero no produce los efectos cuánticos de la espectroscopia atómica chip desarrollado por el grupo de Schmidt.

Los efectos cuánticos producirán no sólo la luz lenta, sino otras interacciones entre la luz y la materia que plantean la posibilidad de nuevos dispositivos ópticos radicalmente diferentes para la computación cuántica y los sistemas de comunicación cuántica, según Schmidt. Además, el sistema hace que sea fácil de convertir el efecto en los intervalos y ajustarlo a la velocidad deseada de la luz.

“Al cambiar la potencia de un láser de control, podemos cambiar la velocidad de la luz – con sólo girar la perilla de control de potencia”, dijo.

El láser de control modifica las propiedades ópticas del vapor de rubidio en la guía de onda del hueco-corazón. Bajo la acción combinada de dos campos de láser (de control y señal), los electrones de los átomos de rubidio se transfieren a una superposición coherente de dos estados cuánticos. En el extraño mundo de la física cuántica, existen en dos estados diferentes al mismo tiempo. Un resultado es un efecto conocido como la transparencia electromagnéticamente inducida, que es clave para producir luz lenta.

“Normalmente, el vapor de rubidio absorbe la luz del láser de señal, así que nada se consigue a través. Luego de encender el láser de control y la botavara, el material se vuelve transparente y el pulso de la señal no sólo lo hace a través, pero también se mueve mucho más lentamente , “dijo Schmidt.

Este estudio es la primera demostración de transparencia electromagnética inducida por la luz lenta en un completamente autónomo chip de espectroscopia atómica.

“Esto tiene implicaciones para observar los efectos ópticos no lineales más allá de la luz lenta”, dijo Schmidt. “Potencialmente puede utilizarse esto para crear conmutadores totalmente ópticos, detectores de fotónes únicos, dispositivos cuánticos de memoria, y otras interesantes posibilidades.”

 

Crean generador cuántico de números aleatorios: Encriptará datos
Fecha: 2013-02-06
Fuente: Max Planck Institute
Crean generador cuántico de números aleatorios: Encriptará datos

Detrás de cada coincidencia se encuentra un plan – en el mundo de la física clásica, por lo menos. En principio, todos los eventos, incluyendo la caída de los dados o el resultado de un juego de la ruleta, puede explicarse en términos matemáticos. Los investigadores del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz en Erlangen han construido un dispositivo que funciona según el principio de aleatoriedad real. Con la ayuda de la física cuántica, la máquina genera números aleatorios que no se pueden predecir de antemano.

Los investigadores explotan el hecho de que las mediciones basadas en la física cuántica sólo pueden producir un resultado especial con un cierto grado de probabilidad, es decir, al azar. Ciertos números aleatorios son necesarios para el cifrado seguro de datos y permitir la simulación fiable de los procesos económicos y cambios en el clima.

El fenómeno que comúnmente llamamos casualidad es meramente una cuestión de falta de conocimiento. Si supiéramos la ubicación, velocidad y otras características clásicas de todas las partículas en el universo con una certeza absoluta, seríamos capaces de predecir casi todos los procesos en el mundo de la experiencia cotidiana. Incluso sería posible predecir el resultado de un puzzle o números de lotería. Incluso si se han diseñado para este propósito, los resultados proporcionados por los programas de ordenador están lejos de ser al azar: “Se limitan a simular el azar, pero con la ayuda de pruebas adecuadas y un volumen suficiente de datos, un patrón general, se puede identificar”, dice Christoph Marquardt.

En respuesta a este problema, un grupo de investigadores que trabajan con Gerd Leuchs Christoph Marquardt y en el Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz y la Universidad de Erlangen-Nuremberg y Ulrik Andersen de la Universidad Técnica de Dinamarca han desarrollado un generador de verdad de  números al azar.

La aleatoriedad verdadera sólo existe en el mundo de la mecánica cuántica. Una partícula cuántica se mantendrá en un lugar u otro y se mueven a una velocidad u otra con un cierto grado de probabilidad. “Aprovechamos esta aleatoriedad de los procesos de la mecánica cuántica para generar números al azar”, dice Christoph Marquardt.

Los científicos usan las fluctuaciones del vacío cuántico como dados. Esas fluctuaciones son otra característica del mundo cuántico: no hay nada que no existe allí. Incluso en la oscuridad absoluta, la energía de un fotón medio está disponible y, a pesar de que sigue siendo invisible, deja huellas que son detectables en mediciones más complejas: las pistas en forma de ruido cuántico. Este ruido completamente al azar, sólo surge cuando los físicos buscan, es decir, cuando llevan a cabo una medición.

Para hacer visible el ruido cuántico, los científicos recurrieron de nuevo a la caja de la física cuántica de trucos: dividen un haz de láser fuertes en partes iguales mediante un divisor de haz. Un divisor de haz tiene dos puertos de entrada y de salida. Los investigadores cubrieron el segundo puerto de entrada para bloquear la luz que entra. Las fluctuaciones del vacío seguían allí, sin embargo, y influyó en la salida de dos haces parciales. Los físicos luego los enviaron a los detectores y midieron la intensidad de la corriente de fotones. Cada fotón produce un electrón y la corriente eléctrica resultante es registrada por el detector.

Cuando los científicos restan la medición de las curvas producidas por los dos detectores de los demás, no se quedan sin nada. Lo que queda es el ruido cuántico. “Durante la medición de la función de onda de la mecánica cuántica se convierte en un valor medido”, dice Christian Gabriel, que llevó a cabo el experimento con el generador aleatorio con sus colegas del Instituto Max Planck en Erlangen: “Las estadísticas están predefinidas, pero mide la intensidad que sigue siendo una cuestión de puro azar. ” Cuando se trazan en una curva de la campana de Gauss, el más débil de los valores surgen con frecuencia, mientras que los más fuertes se producen en raras ocasiones. Los investigadores dividieron a la curva en forma de campana de la intensidad de la difusión en secciones con áreas de igual tamaño y se les asignaá un número a cada sección.

Huelga decir que los investigadores no descifraron este enigma mecánicocuántica para pasar el tiempo en los descansos. “Es cierto números aleatorios son difíciles de producir, pero son necesarios para muchas aplicaciones”, dice Gerd Leuchs, Director del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz en Erlangen. La tecnología de seguridad, en particular, las necesidades de combinaciones aleatorias de números para codificar los datos bancarios para la transferencia. Los números aleatorios también se puede utilizar para simular en procesos complejos cuyo resultado depende de las probabilidades. Por ejemplo, los economistas utilizan tales simulaciones de Monte Carlo para predecir la evolución del mercado y los meteorólogos las usan para modelar los cambios en el tiempo y el clima.

Hay una buena razón por la que los físicos de Erlangen-base sean elegidos para producir los números al azar de las fluctuaciones de vacío de alta complejidad en lugar de otros procesos cuánticos aleatorios. Cuando los físicos observan la distribución de la velocidad de los electrones o el ruido cuántico de un láser, por ejemplo, el ruido cuántico al azar es generalmente superpuesto por el ruido clásico, que no es al azar. “Cuando se quiere medir el ruido cuántico de un rayo láser, también se observa ruido clásico que se origina, por ejemplo, desde una réplica de temblor”, dice Christoffer Wittmann quien también trabajó en el experimento. En principio, la vibración del espejo se puede calcular como un proceso de física clásica y por lo tanto destruye el juego al azar de la casualidad.

“Es cierto, también obtener una cierta cantidad de ruido clásico de la electrónica de medición”, dice Wolfgang Mauerer que estudió este aspecto del experimento. “Pero sabemos que nuestro sistema funciona muy bien y se puede calcular con mucha precisión este ruido y eliminarlo.” No sólo pueden las fluctuaciones cuánticas que permiten a los físicos espiar en el ruido cuántico puro, nadie más puede escuchar in “Las fluctuaciones de vacío proporcionan única de números aleatorios”, dice Christoph Marquardt. Con los procesos cuánticos, esta prueba es más difícil de proporcionar y el peligro de que un espía de datos obtenga una copia de los números. “Esto es precisamente lo que queremos evitar en el caso de números aleatorios para las claves de datos”, dice Marquardt.

Aunque los dados cuánticos se basan en fenómenos misteriosos del mundo cuántico que es totalmente contradictorio con la experiencia cotidiana, los físicos no requieren equipo especial sofisticados para observarlos. Los componentes técnicos de su generador de números aleatorios se pueden encontrar entre los equipos básicos utilizados en los laboratorios de láser. “No necesitamos ya sea un láser especialmente bueno o detectores especialmente costoso para la puesta a punto”, explica Christian Gabriel. Este es, sin duda, una de las razones por las cuales las empresas ya han expresado su interés en adquirir esta tecnología para uso comercial.

Cientificos chinos fabrican el transistor mas pequeño y rapido del mundo
Fecha: 2010-10-04
Fuente: Academia de Ciencias de China
Cientificos chinos fabrican el transistor mas pequeño y rapido del mundo

Los investigadores con sede en China han desarrollado transistores de electrones de alta movilidad (HEMTs) de 120 nanommetros y más de 100 Ghertz de frecuencia, con aplicaciones en banda ancha de los satélites de comunicaciones, informa la Academia China de Ciencias en un comunicado.  [Huang Jie et al, J. Semicond., Vol31, p074008, 2010].

Son los transistores más pequeños que hasta hoy han logrado ser fabricados, y los más rápidos en términos de frecuencia al superar los 100 gigahertz, desarrollo que incrementará potencialmente la rapidez de procesamiento de los chips de distintos dispositivos electrónicos.

De acuerdo al comunicado emitido por Academia de Ciencias de China, se describen a continuación los datos técnicos del transistor y detalles de su fabricación.

La corriente de ganancia de salida y la frecuencia de corte (fT) fue 141GHz y la ganancia de potencia máxima de corte fue de (fmax) 120 GHz, el el transistor.

La investigación fue llevada a cabo por científicos de la Academia China de Ciencias en el Instituto de Microelectrónica del suroeste de China de la Universidad de Chongqing. Los investigadores ven al arseniuro de galio indio y los nuevos arseniuros de aluminio indio (InGaAs / dispositivos InAlAs) como “prometedores en dispositivos de ondas milimétricas y circuitos integrados”.

Las estructuras del dispositivo (Cuadro 1) fueron cultivados en semi-aislamiento en fosfuro de indio (InP) utilizando sustratos de epitaxia de haces moleculares (MBE). Para fabricar los transistores, la fuente y el drenaje de las regiones se formaron primero con la deposición y el despegue de seis capas de metal aleado (níquel, germanio, oro, germanio, níquel, oro). La resistencia de contacto resultante se mide en milímetros 0.2? utilizando el modelo de línea de transmisión (TLM).


Las estructuras de aislamiento de mesa fueron formados por un agente químico húmedo etch utilizando una solución acuosa de fosfato (H3PO4) y el peróxido de hidrógeno. Un haz de electrones de evaporación se utilizó para crear el el cableado de oro-titanio (Figura 1).

Para producir longitudes cortas de puerta de ~ 100 nm, los investigadores desarrollaron un electrón de cuatro capas de carretera para resistir el proceso – poli (metacrilato de metilo) (PMMA), polymethylglutarimide (PMGI), ZEP520, polymethylglutarimide (PMGI). ZEP520 es de una resistencia de alto rendimiento desarrollado por Zeon Corp de Japón. Los investigadores de China informan que el uso de la capa inferior de PMGI ayuda en la eliminación limpia de la resistencia en comparación con las capas de una estructura que tiene una capa inferior de ZEP520.

La puerta (Figura 2) fue empotrada en la capa de la tapa con un ácido cítrico para mojado / etch peróxido de hidrógeno que fue detenido por una capa de InP etch-stop (selectividad InGaAs / InP ~ 160). La compuerta metálica consistió en titanio, platino y oro, que fue depositada en un proceso de evaporación y el despegue. Una forma de T-puerta fue utilizada para reducir la capacitancia parásita y los efectos de la resistencia. La puerta tenía una longitud y una anchura de 120nm 2×50?m. Pasivación no se utilizó porque los investigadores querían evitar el aumento de la capacitancia en la puerta y, por tanto afectar al rendimiento de alta frecuencia.

En CC, HEMT, la saturación de drenaje a la fuente de corriente resulto ser de 446mA/mm. La máxima  transconductancia extrínseca (Gm) de 520m S/mm se obtuvo en condiciones en la puerta-fuente de tensión que fue-0.5V y drenaje-fuente de voltaje de 1,5 V. La fuga de la puerta – un poco menos de 0.1?A – está dominado por la corriente del desagüe. La tensión es pinch-off/threshold-1V (de ahí que el transistor está “activado” en 0V).

 

El rendimiento de frecuencia fueron extraídos de las mediciones realizadas en el rango de 0,1-26.1 GHz. La ganancia de potencia máxima de corte fue determinado por las mediciones realizadas en un desagüe de fuente de voltaje de 1,5 V y una puerta-fuente de voltaje de 0.5V-. Los efectos parasitarios fueron reliminados en las mediciones. (Semiconductor Hoy)

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