Смартфоны станут меньше и быстрее: ученые создали прорывную технологию для чипов

Новая технология использует явление, известное как поверхностные акустические волны (SAW). Они действуют немного похоже на звуковые волны, но распространяются только по верхнему слою материала. Об этом пишет Tech Xplore.

Как объясняют ученые, устройства на основе поверхностных акустических волн имеют решающее значение для многих важнейших технологий в мире. Они есть во всех современных мобильных телефонах, устройствах для открывания гаражных ворот, большинстве GPS-приемников, многих радарных системах и т.д.

Например, в смартфонах многочисленные различные чипы превращают радиоволны в SAW и наоборот несколько раз каждый раз, когда вы отправляете текстовое сообщение, совершаете звонок или получаете доступ к Интернету.

Целью исследователей было упростить этот процесс, создав отдельные чипы, которые могут выполнять всю эту обработку только с помощью SAW. Для этого они разработали новый способ создания SAW с помощью фононного лазера. Он функционирует как обычная лазерная указка, за исключением того, что генерирует вибрации.

Если большинство современных устройств SAW требуют двух разных чипов и источника питания, то новое устройство работает только с одним чипом и потенциально может генерировать SAW на гораздо более высоких частотах только с помощью батареи.

"Этот фононный лазер был последней костяшкой домино, которую нам нужно было разрушить. Теперь мы можем буквально изготовить каждый компонент, необходимый для радио, на одном чипе, используя ту же технологию", — отметил Мэтт Айченфилд из Университета Колорадо.

Новое устройство имеет форму бруска и длину около полумиллиметра. Оно изготовлено из кремниевой пластины, того самого материала, из которого изготовлено большинство компьютерных чипов. Поверх нее находится тонкий слой материала под названием ниобат лития.

Исследователи отметили, что ниобат лития — это пьезоэлектрический материал. Это означает, что когда он вибрирует, он также создает колебательные электрические поля. Аналогично, когда присутствуют колебательные электрические поля, они создают вибрации.

Когда ученые накачивают свое устройство электрическим током в арсениде индия-галлия, в тонком слое ниобата лития образуются волны. Эти волны движутся вперед, ударяются об отражатель, а затем отражаются обратно — подобно свету, отражающемуся между двумя зеркалами в лазере. Каждый раз, когда эти волны движутся вперед, они становятся сильнее. Каждый раз, когда они движутся назад, они немного ослабевают.

"Он теряет почти 99% своей мощности, когда движется назад, поэтому мы разработали его так, чтобы получить значительное усиление при движении вперед, чтобы преодолеть этот рывок", — отметил Александр Вендт, аспирант Университета Аризоны и ведущий автор нового исследования.

Фокус также сообщал, китайские ученые представили оптический вычислительный чип LightGen, который якобы превосходит лучших конкурентов от Nvidia.