Aqui está uma invenção que pode levar a uma pequena revolução nos dispositivos sem fio. Pesquisadores da Universidade do Colorado, em Boulder, desenvolveram uma técnica para gerar “minúsculos terremotos on a chip”, o que poderia permitir, nomeadamente, reduzir o tamanho dos smartphones e, ao mesmo tempo, melhorar o seu desempenho.
Em artigo publicado na revista Naturezaos pesquisadores apresentam uma laser tem vamos telefonar tem ondas acústicas superfície. Ondas acústicas de superfície ou SAW (Onda acústica de superfície)como o próprio nome sugere, são vibrações em altas frequências que se movem na superfície de um material.
“ Os dispositivos SAW são essenciais para muitas das tecnologias mais importantes do mundoexplica Matt Eichenfield, um dos autores do estudo. Eles são encontrados em todos os celulares modernos, controles remotos, aberturas de portas, porta de garagema maioria dos receptores GPS, muitos sistemas de radar e muitos outros. »
Em um smartphone, por exemplo, as ondas acústicas superficiais são usadas como filtro. O dispositivo recebe um sinal rádio, que converte em vibrações para eliminar o ruído e depois converte novamente em ondas de rádio. Normalmente, esta tecnologia depende de dois chips. Neste novo estudo, os pesquisadores conseguiram integrar tudo em um único chip, utilizando um laser fônon.
Arquiteturas aprimoradas para aplicações de curto prazo e geração de alta frequência. © Universidade do Colorado, Boulder
Integração sem precedentes em um único chip
Eles foram inspirados pelo diodo laserque reflete o luz entre dois espelhos microscópico para fazê-lo atravessar um meio amplificador, o que cria um processo deemissão estimulada. Com o laser fônon, as vibrações mecânicas ficam presas em uma cavidade acústica.
O dispositivo consiste em um bolacha em silícioo mesmo material usado para gravação chips eletrônicos. Além disso, os pesquisadores adicionaram uma camada piezoelétrico em niobato lítio. Quando esta camada vibra, produz campos elétricos oscilante e vice-versa. Eles também adicionaram uma fina camada de arsenieto gálio–índio. Quando submetido a um campo elétrico fraco, pode acelerar o elétrons.
Quando a camada de arsenieto de gálio-índio é submetida a uma corrente elétricacria ondas na camada de niobato de lítio. Essas ondas avançam, são refletidas e depois voltam. Ao avançar são amplificados, ao retroceder perdem intensidade. A ondaperde quase 99 % de sua potência quando anda para trás, então projetamos o dispositivo para que ele ganhe uma potência considerável quando avança para compensar isso“, diz Alexander Wendt, outro dos autores.
O sinal, portanto, acaba sendo amplificado, e o aparelho libera uma pequena parte doenergia de um lado, de maneira semelhante a um diodo laser.
Um dispositivo que opera em novas frequências
Os pesquisadores conseguiram produzir SAW na frequência de um gigahertz. Melhor ainda, eles acham que seu laser fônon de ondas acústicas de superfície poderia facilmente atingir várias dezenas ou centenas de gigahertz, muito mais do que o máximo de cerca de quatro gigahertz para dispositivos convencionais.
Totalmente integrado em um único chip, este dispositivo pode tornar os dispositivos sem fio mais eficientes. Mais compacto, também reduziria o seu tamanho, bem como a sua consumo de energiaampliando assim a autonomia de dispositivos como smartphones. Além de servir como filtro de radiofrequência, também pode ser integrado em sensores dispositivos químicos e biológicos, acústico-ópticos, laboratórios em chip ou mesmo utilizados na área de fonética quântica.