Forradalmi anyag a mobiltechnológiában
Az anyagtudomány új felfedezése, egy szintetikus anyag, amely jelentősen csökkentheti az okostelefonok és egyéb kütyük méretét, miközben növeli azok erősségét és hatékonyságát, új távlatokat nyithat meg a technológiai fejlődésben.
A Nature Materials tudományos folyóiratban közzétett tanulmány a fononika területén elért előrelépéseket mutatja be, amelyek a fononok, azaz a hallhatatlanul magas frekvenciájú hangrezgések viselkedését vizsgálják az anyagokban. A fononika, hasonlóan a fotonikához, a fizika törvényeit alkalmazza a technológiai fejlesztések elősegítésére. A kutatók olyan anyagokat terveztek, amelyekben a fononok kölcsönhatásba léphetnek egymással, ezáltal létrehozva a nemlineáris fonikát, ami forradalmasíthatja az eszközökben történő jelek feldolgozását.
A mobiltelefonok jelenleg körülbelül 30 szűrőt igényelnek a rádióhullámok hanghullámokká történő átalakításához, amelyek a front-end processzor részét képezik és nélkülözhetetlenek az adatátvitelhez. Ezek a szűrők nem készíthetők elterjedt anyagokból, mint a szilícium, ami korlátozza a készülékek méretét és hatékonyságát. A kutatók azonban egy speciális félvezető és piezoelektromos anyagok kombinációjával olyan körülményeket teremtettek, amelyekben a fononok jelentősen befolyásolhatják egymást.
Ez az innováció lehetővé teheti, hogy több komponenst egyetlen chipen helyezzenek el, akusztikus hullámok felhasználásával, ami a jövőbeli eszközöket akár százszor kisebbé teheti a jelenlegi modellekhez képest.
A Matt Eichenfield, az Arizonai Egyetem és a Sandia Nemzeti Laboratórium munkatársa, valamint Lisa Hackett mérnök által vezetett kutatócsoport már bemutatta az új technológia alapvető alkatrészeit, mint az erősítőket, kapcsolókat és keverőket a fononok számára. A kísérleti elrendezésben egy szilíciumszeletet lítium-niobát és indium-gallium-arzenid rétegekkel vontak be, amely kombináció lehetővé tette a kutatók számára, hogy új szintre emeljék a fononok közötti kölcsönhatást.
Ez a technológia új lehetőségeket nyithat meg az okostelefonok és más kommunikációs eszközök számára, amelyek így nemcsak kisebbek lehetnek, de jobb jellefedettséggel és hosszabb akkumulátor-üzemidővel rendelkezhetnek, potenciálisan átalakítva az elektronikus eszközök tervezését és használatát a jövőben.
: Nature Materials című folyóiratban megjelent tanulmány, Knowridge összefoglaló, Arizonai Egyetem híroldala