图1、采用石墨烯和电子量子技术片上电感将变小

美国研究人员通过将“动量电感（kinetic inductance）”添加到常规磁感应电感中，使得片上电感更小。

这项工作将10-50GHz电感的尺寸减少了三分之一。

加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的研究小组认为，动电感（Kinetic inductance）是由于电荷载流子抵抗与电场变化相关的电流方向变化的物理量子所引起的。

所产生的任何动能电感都与电感器的传统磁电感串联。

图2、生成有效的动量电感（kinetic inductance）

然而，几乎普遍用于电感器的金属仅表现出可忽略的动态电感（kinetic inductance）。

该项目负责人Kaustav Banerjee教授说：“动力学电感理论早就在凝聚态物理学中被人们所知，但从未有人将它用于电感器，因为在传统金属导体中，动力学电感可忽略不计。

因此，该团队创建了一个具有显著内置的动能电感的材料：在层间使用溴原子的多层石墨烯 - “插入溴原子”。

“单层石墨烯呈现出线性电子能带结构和相应大的动量弛豫时间[MRT] - 几皮秒，”该大学表示。 “这与传统金属导体如铜线相比较高，范围从1-10fs。但单层石墨烯在电感上的应用阻力太大。“

图3、制作石墨烯电感的过程

多层石墨烯通过提供较低的电阻提供了部分解决方案，但由于层间耦合，因此MRT（momentum relaxation time，量子释放时间）不够好。

根据大学的说法，在石墨烯层之间化学插入溴原子足以将它们分离，从而通过延长MRT来增加动力学感应，从而能进一步降低阻力。

然后将其制成螺旋电感器。

图4、发表在nature（自然）杂志上的研究成果

科学家Junkai Jiang说：“通过提高嵌入过程的效率，我们有很大的空间可以进一步提高电感密度。

这项工作发表在Nature Electronics的'用于下一代射频电子学的片上嵌入式石墨烯电感器'上

UCSB的纳米电子学研究实验室与日本的芝浦理工学院和中国的上海交通大学合作。

（完）