Это сделали исследователи из Университета Колорадо в Боулдере, Университета Аризоны и Национальной лаборатории Сандии. развитый новое устройство, создающее контролируемые вибрации на поверхности микрочипа. Эти волны могут помочь будущим смартфонам стать тоньше, быстрее и эффективнее обрабатывать беспроводные сигналы.

Согласно Исследовательская работаОни разработали фононный лазер на поверхностных акустических волнах (ПАВ), который может вызывать «самые маленькие землетрясения, которые только можно себе представить». Вместо света этот лазер излучает механические волны, которые скользят по поверхности материала.

Телефоны уже полагаются на поверхностные акустические волны для устранения мешающих беспроводных сигналов, но для этого требуется несколько компонентов. Этот новый подход направлен на то, чтобы сжать большую часть этой работы на одном компактном чипе, чтобы освободить место и одновременно повысить производительность.

Как небольшие землетрясения могут изменить аппаратное обеспечение мобильных телефонов

Чип построен слоями. Основа — кремний, стандартная основа современной электроники. Сверху находится ниобат лития, пьезоэлектрический материал, который преобразует электрические сигналы в механическое движение. Слой арсенида индия-галлия помогает ускорять электроны при прохождении тока через устройство.

При включении конструкция создает поверхностные вибрации, которые отражаются вперед и назад, усиливая друг друга и в конечном итоге образуя контролируемый поток, подобно тому, как лазер испускает свет. Эти колебания в настоящее время составляют около одного гигагерца и, следовательно, уже находятся в диапазоне беспроводной связи.

Исследователи полагают, что эту конструкцию можно расширить до гораздо более высоких частот, что откроет возможности для более быстрой обработки сигнала и более чистой фильтрации. Это может снизить потребность в нескольких беспроводных компонентах в телефонах, что является одной из причин, по которой современные устройства расположены так плотно.

Помимо смартфонов, этот тип вибрационного чипа может повлиять на дизайн будущего беспроводного оборудования, от носимых устройств до сетевых устройств. Вместо того чтобы полагаться исключительно на электроны, инженеры начинают использовать звуковые волны для более эффективной передачи информации.

Это также вписывается в более широкую программу по переосмыслению того, как устройства обрабатывают тепло и электроэнергию. Производители телефонов изучают жидкостное охлаждение, унаследованное от ПК, и даже материалы на основе алмазов, которые могли бы обеспечить более низкую температуру и скорость работы будущих чипов.

Последний прорыв является напоминанием о том, что некоторые из следующих крупных технологических достижений будут исходить не от ярких экранов, а от невидимой физики, незаметно изменяющей то, что умещается в наших карманах.